آشنایی با آنالیز FESEM و نحوه عملکرد آن

از آنالیز FESEM برای مشاهده و بررسی ذرات بسیار ریز روی سطح سلول ها و ساختار های کوچک استفاده می شود (ذراتی به اندازه 1 نانو متر). چند نمونه از اشیائی که در عمل با آنالیز FESEM مورد مطالعه قرار گرفته اند عبارتند از: اندامک ها و هسته سلول ها، پلیمر های مصنوعی و پوشش های میکرو چیپ. از این رو می خواهیم در این مقاله شما را با اصول کلی آنالیز FESEM آشنا سازیم.

 

معرفی آنالیز FESEM

آنالیز FESEM مخفف عبارت «میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی» است. FESEM نوعی آنالیز است که به جای استفاده از نور از الکترون ها استفاده می کند (منظور از الکترون ها همان ذرات سریع با بار الکتریکی منفی است). الکترون ها با استفاده از منبع نشر میدانی آزاد می شوند و نمونه را بر اساس الگوی زیگزاگ خود اسکن می کنند. آنالیز FESEM برای تجسم جزئیات توپوگرافی بسیار کوچک روی سطح یا اشیا به صورت کامل یا جزئی استفاده می شود.

طرز کار آنالیز FESEM

همانطور که گفتیم، در آنالیز FESEM الکترون ها از منبع نشر میدانی آزاد می شوند و در میدان الکتریکی ایجاد شده شتاب می گیرند. این الکترون های اولیه در یک ستون خلا متمرکز شده و سپس توسط لنزهای الکترونیکی منحرف می گردند تا یک پرتوی اسکن باریک تولید کنند که جسم نمونه را بمباران کند. در نتیجه الکترون های ثانویه از هر نقطه روی جسم ساطع می شوند. زاویه و سرعت این الکترون های ثانویه مربوط به ساختار سطح جسم است. یک آشکارساز، الکترون های ثانویه را جذب می کند و سیگنال الکترونیکی تولید می نماید. این سیگنال تقویت شده و یک ویدئو تصویری ایجاد می کنند که می توان آن را در مانیتور دید یا به صورت یک عکس دیجیتال ذخیره می شود تا در زمانی دیگر پردازش گردد.

آماده سازی نمونه برای آنالیز FESEM

در این روش همچون آنالیز SEM، برای مشاهده تصویر باید آماده سازی صورت گیرد. آماده سازی نمونه ها مشابه روش SEM است و باید نمونه رسانا شود. این کار با استفاده از پوششی نازک از جنس طلا (1.5-3 نانو متر) انجام می شود. علاوه بر این، نمونه ها باید بتوانند خلاء بالا را حفظ کنند و نباید خلاء را تغییر دهند، به عنوان مثال با از دست دادن مولکول های آب یا گاز ها می توان خلا را دچار تغییر کرد. فلزات ، پلیمرها و بلورها معمولاً کمی مشکل دارند و ساختار آنها را در SEM نگه می دارند. با این حال، مواد بیولوژیکی، نیاز به تصفیه دارند، به عنوان مثال با نیتروژن سرد یا با ترکیبات شیمیایی این کار انجام می شود. در آنالیز FESEM پیش بینی شده که از واحد مخصوصی استفاده شود که در آن اجسام یخ زده می توانند برای مشاهده مستقیم در FESEM شکسته و روکش داده شوند.