Kính hiển vi điện tử quét SEM: Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng

Kính hiển vi điện tử quét SEM là loại kính hiển vi điện tử sử dụng kỹ thuật quan sát mẫu vật bằng đầu dò có chùm điện tử electron không phá hủy để quét trên bề mặt mẫu vật. Kính hiển vi điện tử quét SEM có độ phân giải cao kết hợp với độ phóng đại lên tới hàng trăm nghìn lần cho hình ảnh mẫu vật cực rõ nét để dùng trong nghiên cứu khoa học, công nghiệp. Vậy, Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét cũng như ứng dụng là gì? Câu trả lời sẽ có ngay dưới đây!

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét cũng gần tương tự như dòng kính hiển vi điện tử thông thường với các bộ phận chính như nguồn điện tử, thấu kính, vật kính… Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM chi tiết như sau:

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM

Nguồn điện tử

Đây là bộ phận tạo ra các điện tử (electron) thông qua tác động nhiệt mức điện áp 1 - 40 kV. Nguồn electron có 3 loại chính là dây tóc vonfram, súng điện tử phát xạ trường và hexaboride Lantan.

Thấu kính

Đây là bộ phận phổ biến có trong các loại kính hiển vi với chức năng ngưng tụ để tập trung chùm điện tử bắt đầu từ nguồn đi qua cột để tạo thành electron hẹp tạo thành một điểm gọi là kích thước điểm.

Máy dò

Máy dò được dùng để phát hiện và phân biệt những electron thứ cấp, tán xạ ngược và electron tán xạ ngược bị nhiễu tương tác trên bề mặt mẫu. Máy dò bao gồm đầu dò.

Cuộn dây quét: có nhiệm vụ làm lệch hướng của chùm tia trên bề mặt mẫu vật.

Cột kính: nâng đỡ những bộ phận khác như súng điện tử, tụ kính, vật kính, lỗ mở vật kính…

Buồng đặt mẫu: buồng được dùng để đặt vật mẫu.

Khuếch đại ảnh:phần mềm xử lý các hình ảnh đã được vật kính thu lại và khuếch đại lên nhiều mức như 10X, 20X, 50X, 100X…

Thiết bị hiển thị:như màn hình được dùng để hiển vị hình ảnh vật mẫu khi được phóng to.

Hệ thống chân không: có nhiệm vụ đảm bảo nguồn điện tử di chuyển được từ cột phát điện tử đến bề mặt mẫu.

Sàn không rung:để đảm bảo không có từ trường, điện trường.

Kính hiển vi điện tử quét SEM mang thiết kế hiện đại

Trên đây là cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM cơ bản. Các sản phẩm kính hiển vi của từng hãng sẽ có một chút thay đổi khác nhau nhưng nhìn chung sẽ có các bộ phận trên đây. Nhờ vậy, bạn có thể dễ dàng sử dụng kính có công việc kiểm tra mẫu vật.

Xem thêm: Kính hiển vi điện tử là gì? Phân loại, cấu tạo và ứng dụng

Nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử quét

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử quét SEM thông qua tác động của chùm tia điện tử electron với bề mặt vật mẫu. Khi kính hoạt động nguồn điện tử sẽ được đưa đến đầu dò và phát ra trong thấu kính. 

Nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử quét

Các tín hiệu điện tử sẽ bao gồm electron thứ cấp, điện tử tán xạ ngược và điện tử tán xạ ngược nhiễu xạ. Điện tử electron thứ cấp có năng lượng thấp sẽ tạo thành ảnh hai chiều của bề mặt mẫu. 

Trong khi đó, những electron điện tử tán xạ ngược có năng lượng cao để phân tích cấu trúc tinh thể. Hai điện tử thứ cấp và tán xạ ngược tạo thành hình ảnh được đưa đến vật kính để truyền đến bộ phát hình ảnh.

Xem thêm: Kính hiển vi điện tử SEM và TEM: So sánh và đánh giá

Ứng dụng của kính hiển vi điện tử quét

Tiếp theo khi tìm hiểu về kính hiển vi điện tử quét, bạn sẽ cần nắm được những ứng dụng của dòng thiết bị này. Từ đó, bạn có thể lựa chọn loại kính hiển vi điện tử phù hợp cho từng mục đích công việc.

Kính hiển vi điện tử quét SEM được ứng dụng trong sản xuất, nghiên cứu khoa học

Dưới đây là một số ứng dụng của kính hiển vi điện tử quét.

• Ứng dụng y học với các công việc như nghiên cứu mô, tế bào, xét nghiệm, xét nghiệm gen…
• Ứng dụng trong các công nghệ sinh học như nghiên cứu vật chất mới, hóa học, nano…
• Ứng dụng trong nghiên cứu sản xuất công nghiệp như các vật liệu mới, ý sinh, vi sinh, cấu trúc vật…
• Ứng dụng trong ngành hóa học như quang phổ tia X, hạt năng lượng, chất mới…
• Ứng dụng trong nghiên cứu dược, mỹ phẩm như các loại thuốc, mỹ phẩm…
• Ứng dụng trong nghiên cứu địa chất, địa hình, khảo cổ học…
• Ứng dụng trong lĩnh vực pháp y như khám nghiệm mẫu tóc, tóc, cặn súng, điều tra…

Tìm hiểu về kính hiển vi điện tử quét SEM sẽ giúp bạn hiểu thêm về dòng kính đang được dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp, y học, sản xuất hiện nay. Lựa chọn kính hiển vi điện tử quét sẽ đảm bảo cho chất lượng hình ảnh rõ nét phục vụ tốt cho công việc.