Сканирующий настольный электронный микроскоп SEC SNE-ALPHA

Максимальное увеличение прибора составляет 250 000×, а предельное ускоряющее напряжение – 30 кВ. Доступен режим высокого вакуума, низкий вакуум в качестве опции. В микроскоп могут быть установлены детекторы SE и BSE, а также EDS приставка (энергодисперсионный спектрометр). BSE-детектор и EDS-приставка идут в качестве опции.

Микроскоп называется сканирующим, потому что сканирует сфокусированным пучком электронов поверхность различных объектов и формирует изображение на основании информации от воздействия вторичных и обратно рассеянных электронов. Качество такой съёмки напрямую зависит от катода, уровня вакуума, напряжения, стабильности сети, вибрации, напыления, и все эти факторы учитывались инженерами при проектировании электронного микроскопа модели ALPHA, чтобы получить идеально сбалансированное решение по соотношению цена-надёжность-возможности.

Сканирующий электронный микроскоп

Вмещает объекты диаметром до 80 мм и 40 мм в высоту. Они крепятся на углеродный или алюминиевый скотч к наклоняемому и моторизованному по 5 осям предметному столику. Особенность заключается в том, что он наклоняется от -45° до 90°, а движение в горизонтальной и вертикальной плоскости от центральной позиции осуществляется на 40 мм. Перемещение образца в камере обеспечивают высокоточные двигатели с энкодерами 5 нм, а для удобства навигации за ним можно наблюдать на экране монитора. Интегрированный цветной цифровой CCD сенсор высокого разрешения транслирует онлайн поток на экран и отмечает не только центральную точку наведения катода, но и область сканирования красным прямоугольником в окне программы.

Принцип работы

Основным источником электронов в сканирующем электронном микроскопе служит пушка мощностью от 1 до 30 кВ с шестью промежуточными предустановками 5/10/15/20/30 кВ, подающая пучок электронов через картридж с предварительно центрированной вольфрамовой нитью. Такая конструкция избавляет пользователя от необходимости постоянной центровки катода после его замены, что значительно экономит средства и время лаборатории. Чтобы сформировать пучок определённого диаметра, в конструкции предусмотрена апертурная диафрагма, регулируемая на 30, 50, 50 и 100 мкм.

Информация о взаимодействии электронов считывается специальными детекторами SE (вторичные электроны) или BSE (обратно рассеянные электроны). В первом случае регистрируется топографический контраст, что очень напоминает картинку при световой микроскопии через телецентрические объективы с бесконечно большой глубиной резкости. Сформированная картина лишена перспективы, а значит и искажений, с ней связанных. Интенсивность зависит от атомного номера и наклона поверхности, поэтому, даже не используя особенный EDS модуль можно вынести некоторые выводы о химическом составе и рельефе.
Обратно рассеянные электроны имеют гораздо большую энергию (10-20 кэВ), чем вторичные (<50 эВ), что обуславливает их более глубокое проникновение (до нескольких нанометров), из-за чего точность оказывается меньше. С их помощью оценивают ориентационный и композиционный контраст, необходимые для исследования особо рельефных объектов. BSE часто используются в аналитической электронной микроскопии, потому что интенсивность сигнала, длина волны этих характерных рентгеновских лучей, тесно связана с атомным номером элемента. Это предоставляет информацию о распределении, но не о конкретных элементах.

Скорость работы

Значительно ускоряет начало работы встроенный мощный насос, удаляющий воздух из камеры за считанные секунды. За прогрессом откачки можно наблюдать, глядя на движение индикационной светодиодной полоски на фронтальной панели, а об окончании уведомит звуковой сигнал. Это очень удобно, не обязательно ждать начала работы перед прибором. Насосная установка поддерживает остаточное давление до 10-2 Па при высоком вакууме и от 1 до 100 Па при низком, для наблюдения объектов, плохо проводящих ток.

Химический анализ

Встроенный энергодисперсионный рентгеновский спектрометр (EDS) определяет элементы с B (5) (бора) по Am (95) (америций) на площади кристалла 30 мм2. Пропускная способность рентгеновских лучей >150,000 импульсов/с, EDS оснащён кремниевым SDD (Silicon Drift Detector). Великолепные технические данные этого модуля дополняет удобный и самый функциональный софт, который автоматически готовит отчёт, в виде графика с процентным распределением, таблицы с результатами и серией снимков с картой закономерности. Последняя функция самая интересная, потому что ПО само предлагает математические модели нахождения химического состава в пробе, графически это отображая на снимке.

Интерфейс

UI дизайнеры постарались адаптировать интерфейс, чтобы человек, не имеющий специальной подготовки, смог получить растровое изображение:

Никаких лишних элементов, нет перегруженности, цифрами отмечены основные шаги:

1. Установите ток, порядок сканирования и вакуум
2. Перейдите к образцу с помощью управления движением столика
3. Установите увеличение и настройте фокус
4. Отрегулируйте контрастность и яркость
5. Выберите режим сканирования и сохраните баланс между высокой детализацией изображения и скоростью его получения

Выше изложены все процедуры управления. Остальное сделает техника. Минимум усилий – максимум результативности.