Анализ принципа работы и особенности конструкции растрового электронного микроскопа

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.        4

1. Описание физических эффектов (явлений), лежащих в основе измерительного преобразования.        6

2. Анализ принципа работы и особенности конструкции растрового электронного микроскопа        10

3. Идентификация функции распределения результатов измерений критерием согласия Пирсона        15

Заключение        21

Список используемой литературы        23

Приложение        25

Введение

Растровая электронная микроскопия (РЭМ), является одним из наиболее распространенных методов фундаментальных и прикладных исследований в различных областях науки и техники: от нанотехнологий (исследования химического состава и анализа морфологии и структуры наноматериалов) и материаловедения до биологии и физики полупроводников [1].

Растровый электронный микроскоп (РЭМ) - электронный микроскоп, формирующий изображение объекта при сканировании его поверхности электронным зондом [2]. По своим техническим возможностям он сочетает в себе качества как светового (СМ), так и просвечивающего электронного (ПЭМ) микроскопов, но является более многофункциональным [3].

Метод растровой электронной микроскопии позволяет:

• Непосредственно исследовать большие площади поверхностей на массивных образцах в широком диапазоне увеличений от 10х до 50000 и выше с достаточно высоким разрешением
• Исследовать общий характер структуры всей поверхности объекта при малых увеличениях и детально изучить любой участок при больших увеличениях
• Наблюдать объемное изображение структуры с возможностью ее количественной оценки;
• Получать полную информацию о поверхности изделия с помощью микроанализаторами химического состава, входящих в состав растрового электронного микроскопа.

Растровый электронный микроскоп обладает многообразием механизмов образования контраста, а также чрезвычайно большой глубиной резкости изображения и высоким пространственным разрешением.

Высокая разрешающая способность РЭМ широко применяется для металлографического исследования дисперсных элементов структуры материала, оценки морфологии частиц порошков, сильно отличающихся по размерам, например, с радиусом частиц 0,05 мкм и 1 мм, дисперсию и другие параметры, требующие получение объемной информации.

Выпускаемые приборы РЭМ имеют увеличение от десятков до нескольких сотен тысяч раз. Растровые электронные микроскопы имеют в 103 раз большую величину глубины резкости по сравнению с оптическими приборами (например, при увеличении ×500 глубина резкости составляет ~0,5 мм). Это обеспечивает значительно более высокое качество изображения при сравнимых увеличениях и позволяет успешно применять методику получения стереопар.

Данная курсовая работа имеет своей целью изучение использования растровой электронной микроскопии в нанометровом и микрометровом масштабе.

Для выполнения цели курсовой работы были поставлены следующие задачи:

• изучение физических основ растровой электронной микроскопии.
• анализ принципа работы основных блоков растрового электронного микроскопа, особенности конструкции растрового электронного микроскопа
• идентификация функции распределения результатов измерения, полученных в результате измерений растровым электронным микроскопом.

Выбранная тема курсовой работы является актуальной на сегодняшний день, т.к. высокая информативность, простота изготовления объектов для исследования, высокая степень автоматизации количественного анализа изображения и обработки результатов измерений, высокое пространственное разрешение, достигающее 1 нм, возможность оснащения микроскопа различными детекторами сигналов, значительно расширяющих диапазон получаемых данных и др. делают РЭМ наиболее универсальным прибором для исследования и получения данных о размерах, форме, структуры и других физико-химических свойствах гетерогенных органических и неорганических материалов в наноинженерии. Вышеперечисленные преимущества РЭМ определяют методические особенности использования РЭМ и создают целый ряд новых дополнительных аналитических возможностей в области электронной микроскопии [5].