مجهر مسح بالإلكترون ( SEM ) الجهد المنخفض ( عادة أقل من 1 كيلو فولت ) التصوير أصبح النموذج الرئيسي لمراقبة المواد الحساسة ( على سبيل المثال ، العينات البيولوجية ، أشباه الموصلات العضوية ، ثنائية الأبعاد المواد ، المواد التي تحتوي على بطارية ليثيوم ، الخ . ) التحدي الرئيسي هو كيفية الحفاظ على ما يكفي من القرار و قوة الإشارة مع الحد من الضرر من شعاع الالكترون . ووزارة شؤون المرأة الحديثة يحقق التوازن الدقيق من خلال الأبعاد التعاونية الابتكار .
التناقض الداخلي بين القرار و الضرر و الحل
التقليدية عالية الجهد ( على سبيل المثال ، 10-30kv ) شعاع الالكترون اختراق عميق ، بقعة صغيرة ، وارتفاع القرار ، ولكن يمكن أن يؤدي إلى شحن خطيرة ، والضرر الحراري والإشعاع الضرر الكيميائي . على الرغم من أن الجهد المنخفض يمكن أن تحد من حجم التفاعل في عدة نانومتر على سطح العينة ، والحد بشكل كبير من الأضرار العميقة و تأثير الشحن ، ولكن في نفس الوقت تواجه اثنين من المشاكل الرئيسية :
زيادة انحراف لوني : الإلكترون الطول الموجي أطول ، عدسة انحراف لوني تدهور ملحوظ ، شعاع بقعة من الصعب التقارب .
إشارة ضعف : الإلكترون الثانوي العائد قد الذروة في منطقة الجهد المنخفض ، ولكن مجموع قوة الإشارة انخفضت نسبة الإشارة إلى الضوضاء انخفضت .
ثانياً - الأركان التقنية الأربعة لتحقيق التوازن
1 - الابتكارات في النظم البصرية الالكترونية
أحادي اللون / التباطؤ في مجال التكنولوجيا : استخدام أحادي اللون أو عينة الجدول في عدسة برميل تطبيق التحيز السلبي ( التباطؤ ) واسطة ، بحيث يتم نقل الإلكترونات في الجهد العالي للحصول على شعاع بقعة ، بالقرب من عينة ثم يتباطأ إلى هبوط الجهد المنخفض ، مع مراعاة حجم شعاع بقعة وانخفاض هبوط الطاقة .
تصميم مركب عدسة الهدف : استخدام الغمر أو الهجين عدسة الهدف ، وتعزيز قدرة شعاع الالكترون التقارب في الجهد المنخفض ، وانخفاض الجهد القرار إلى أقل من 1 نانومتر .
2 . الأمثل للكشف عن إشارة استخراج
في الموقع نظام الكشف : وضع كاشف الإلكترونات الثانوية ( على سبيل المثال ، من خلال lensdetector TLD ) في المحور البصري ، إلى حد كبير تحسين كفاءة جمع الطاقة المنخفضة الإلكترونات الثانوية . . . . . . .
multisignal التعاون و تحليل الطيف : جمع الإلكترونات الثانوية ، ارتداد مبعثر الإلكترونات و الكاثود الانبعاثات إشارات في وقت واحد ، والحصول على أقصى قدر من المعلومات في جرعة منخفضة من خلال الاستفادة من استجابة تكميلية من إشارات مختلفة إلى خصائص العينة .
3 - التصوير الذكي والتحكم في الجرعة
الشرط الأمثل خوارزمية : البرنامج تلقائيا يوصي أفضل مزيج من الجهد شعاع الحالية حسب عينة من المواد .
التكيف : مسح المنطقة تجزئة المنطقة الحساسة باستخدام جرعة منخفضة جدا من المسح السريع ، وارتفاع القرار التصوير في المنطقة ذات الاهتمام ، لتحقيق توزيع الجرعة " على الطلب " .
فن التوازن : القرار الضرر المقايضة منحنى
من خلال هذه التقنيات الحديثة المنخفضة الجهد SEM نجحت في نقل أفضل نقطة التوازن إلى أسفل اليسار ، أي الحصول على أفضل قرار من النموذج التقليدي في انخفاض الجهد والجرعة . الفكرة الأساسية هي تغيير من " القرار " إلى " تحسين كفاءة الحصول على المعلومات ضمن عتبة الضرر المقبول " .
الاستنتاج
انخفاض الجهد SEM التصوير لم يعد تنازلا عن تدهور الأداء في وضع الجهد العالي ، ولكن من خلال منهجية بناء البصريات الالكترونية ، كاشف ، وإعداد العينات ، ذكي الخوارزمية ، نشط ودقيقة نموذج التنظيم الإلكترون عينة التفاعل هو المشكلة . فإنه يجعل من الممكن مراقبة وفهم الحالة الفعلية من المواد الحساسة للغاية شعاع الالكترون على المستوى الذري / الجزيئي ، وتعزيز البحوث المتقدمة في علوم المواد ، علوم الحياة ، وأشباه الموصلات .