گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای ایجاد بزرگنمایی بیشتر و توان تفکیک بیشتر پا به عرصه حضور گذاشتند. چشم غیر مسلح انسان می تواند با نزدیک شدن یک جسم، نقاط ریز و اطلاعات بیشتری را دریافت و به مغز ارسال نماید. عمل تطابق و کانونی کردن تصویر در چشم سالم تا 25 سانتیمتری آن امکان پذیر است. در فاصله های کمتر، چشم انسان توانایی کانونی کردن را ندارد و تصویر به سرعت مبهم می شود. این نقطه را نقطه بینایی نزدیک چشم می نامند. بدیهی است که برای مشاهده راحت و دقیق تر اجسام در فاصله های کم، به وسیله ای که بتواند جسم را بزرگ کند، نیاز بوده و در بررسی های پیشرفته از میکروسکوپ استفاده می شود. میکروسکوپ های نوری برای بسیاری از مشاهدات، وسیله ای مناسب هستند ولی نیاز به بزرگنمایی بیشتر و توان تفکیک بالاتر، بشر را به ساخت و پیشرفت میکروسکوپ هایی جدیدتر رهنمون کرده که از آن جمله می توان به میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) اشاره کرد.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

 اول آنکه SEM از دامنه بزرگنمایی بسیار بیشتر و تفکیک پذیری بهتری نسبت به میکروسکوپ های نوری برخوردار است. دامنه بزرگنمایی SEM های ابتدایی در حدود 10 تا 100 هزار برابر بود که با بهبود فناوری و ساخت چشمه های الکترونی جدید، امروزه گستره پنج تا پانصد هزار برابر نیز امکان پذیر گشته است. هم چنین استفاده از تفنگ گسیل الکترونی گسیل میدانی (FEG)، امکان بزرگنمایی تا 900000  برابر را نیز پدید آورده است. توان تفکیک SEM که وابسته به طول موج پرتو به کار رفته در آن است، از حدود 5 به 7_/0 نانومتر کاهش پیدا کرده است. برتری دوم آن است که عمق میدان تصویر های SEM به مراتب بیشتر از دستگاه های نوری است. این ویژگی کمک می کند که سطح ناهموار نمونه یا به عبارت دیگر، توپوگرافی آن بررسی شود. در شرایط یکسان بزرگنمایی و تفکیک پذیری، عمق میدان تصویر به دست آمده از SEM حدود 300 برابر عمق میدان یک تصویر به دست آمده از میکروسکوپ نوری می باشد.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

برتری دیگر SEM که شاید هم مهم ترین آن ها باشد این است که به کمک سخت افزار های مناسب می توان اطلاعات بسیار مفیدی از ترکیب شیمیایی سطح نمونه در هنگام مشاهده آن بدست آورد.اساس کار میکروسکوپ های الکترونی روبشی، همانطور که از نامش پیداست، بر روبش سطح نمونه توسط یک پرتوی الکترونی استوار است. در این جا برای توضیح بهتر اساس کار SEM به سه اصل اشاره می شود: اندرکنش یا تأثیر متقابل پرتوی الکترونی و مواد –  امکان تولید و کنترل مشخصه های پرتوی الکترونی روبشگر در میدان های الکتریکی و الکترومغناطیسی –  امکان آشکارسازی پرتو های ساطع شده از سوی ماده در اثر اندرکنش آن با پرتوی الکترونی ورودیپرتو های الکترونی معمولاً حاوی الکترون هایی با 10-50 کیلوالکترون ولت انرژی هستند که هنگام برخورد با ماده، رفتار های متفاوتی را از خود نشان می دهند. عمده ترین واکنش متقابل الکترون های پر انرژی و الکترون های نمونه، ناشی از تفرق آن ها می باشد. انواع تفرق پرتوی الکترونی ورودی عبارتند از:

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

 تفرق الاستیک: تغییر جهت حرکت پرتوی الکترونی ضمن از دست دادن مقدار کمی انرژی. تفرق الاستیک عمدتاً در برخورد پرتوی الکترونی ورودی با هسته اتم رخ می دهد و باعث انحراف قابل توجهی در مسیر پرتوی الکترونی ورودی به ماده می شود.

تفرق غیر الاستیک: در این حالت از دست دادن انرژی و تغییر کم در جهت حرکت پرتوالکترونی رخ می دهد. تفرق غیر الاستیک در دو مکانیزم اتفاق می افتد: اولی تفرق غیر الاستیک در برخورد با الکترون های اتم ماده و دومی تفرق غیر الاستیک در برخورد با هسته اتم.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

در اثر برخورد الاستیک الکترون های پرتوی الکترونی ورودی با الکترون های اتم ماده، جهت حرکت آن ها تغییر نموده و امکان برخورد های بعدی فراهم می شود. اگر پرتوی الکترونی ورودی به صورت غیر الاستیک در برخورد با الکترون های لایه خارجی متفرق شود، انرژی پرتو ورودی انتقال پیدا کرده و الکترون اتم ماده تهییج شده و از لایه الکترونی خارج می شود. انرژی الکترون خارج شده از اتم که به آن الکترون ثانویه می گویند، معمولاً حدود 50 الکترون ولت است. اگر عمق ایجاد الکترون ثانویه کمتر از 10 نانومتر باشد، با توجه به این که انرژی سطح جامدات حدود 2 تا 6 الکترون ولت است، امکان خروج آن ها به عنوان پرتوی الکترون های ثانویه از سطح نمونه وجود خواهد داشت. اما اگر، الکترون های ثانویه در عمقی بیش از 10 نانومتر از سطح نمونه ایجاد شده باشند،

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

با توجه به برخوردهای بی نهایتی که ممکن است در راه رسیدن به سطح، با الکترون ها و هسته اتم ها داشته باشند، شانس کمی برای خروج از سطح خواهند داشت. اگر یک الکترون ثانویه در راه رساندن خود به سطح بر حسب اتفاق در جای خالی یک الکترون ثانویه دیگر بیفتد،  یک فوتون با طول موج در حدود نور قابل رویت یا نزدیک به مادون قرمز تولید خواهد شد.یکی دیگر از نتایج و آثار تفرق غیر الاستیک پرتوی الکترونی و الکترون های ماده، تولید الگوی پرتو ایکس مشخصه است. میزان انرژی از دست رفته پرتوی الکترونی ورودی در برخورد غیر الاستیک با الکترون های اتم می تواند برابر با انرژی پیوند لایه های K، L و M باشد و منجر به خروج الکترون لایه های مذکور و تابش اشعه X مشخصه شود. هم چنین امکان خروج یک الکترون و فرآیند آرامش اتم، منجر به خروج نوعی الکترون شود که به آن ها الکترون های اوژه گفته می شود.با تفرق الاستیک شدید یک پرتوی الکترونی در برخورد با هسته اتم، امکان تغییر جهت بیش از 90 درجه در مسیر الکترونی وجود دارد.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

چنین تغییر جهتی می تواند امکان بازگشت پرتو به سمت سطح را فراهم سازد. به این الکترون ها، الکترون های برگشتی می گویند. لازم به توضیح است که تغییر زاویه در تفرق الاستیک پرتوی الکترونی در برخورد با هسته اتم های سنگین، بیشتر از اتم های سبک است. با توجه به تغییر زاویه کمتر پرتوی الکترونی در تفرق الاستیک با هسته سبک تر، احتمال (یا فراوانی) خروج الکترون های برگشتی از مواد دارای عدد اتمی کمتر، کاهش می یابد. به بیان دیگر در اتم های با عدد اتمی کمتر قبل از اینکه پرتوی الکترونی با زوایای بیش از 90 درجه متفرق شود و فرصت بازگشت بیابد، به اعماق ماده نفوذ نموده و بخش عمده ای از آن جذب می شود. اما در اتم های با عدد اتمی بیشتر، امکان تغییر زاویه بیش از 90 درجه، بیشتر است. در این شرایط، مقدار الکترون های برگشتی بسیار بیشتر از زمانی است که پرتو الکترونی با یک هسته سبک، به صورت الاستیک برخورد می کند.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

مقدار الکترون های برگشتی خارج شده از یک ماده به شدت متأثر از عدد اتمی ماده ای است که پرتوی الکترونی به آن وارد شده است. حال اگر پرتوی الکترونی ورودی با هسته اتم ماده برخورد کند و به صورت غیر الاستیک متفرق شود، منجر به ساطع شدن اشعه X پیوسته می گردد. تفرق غیر الاستیک پرتوی الکترونی با هسته اتم ماده معمولاً منجر به تغییر زاویه بسیار کمی (حدود 01_/0 رادیان) نسبت به تفرق الاستیک می شود، البته تغییر زاویه در تفرق الاستیک پرتوی الکترونی در برخورد با هسته اتم های سبک، کمتر از اتم های سنگین است.با توجه به از دست رفتن انرژی در تفرق غیر الاستیک پرتوی الکترونی ورودی در برخورد با الکترون های اتم، احتمال خروج الکترون های ثانویه، از عمق حداکثر 10 نانومتر وجود دارد. از سوی دیگر، در تفرق الاستیک پرتوی الکترونی ورودی با هسته اتم، مقدار از دست رفتن انرژی بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. بنابراین می توان احتمال خروج الکترون های بازگشتی از عمق 2 میکرومتر را متصور شد. البته در هر دو مورد میزان ساطع شدن الکترون های ثانویه و برگشتی، متأثر از انرژی پرتوی الکترونی ورودی و نوع ماده است.

گزارش کارآموزی SEM میکروسکوپ الکترونی روبشی

برای دانلود فایل استخراج زیرزمینی اینجا کلیک کنید .

برای دانلود فایل ماشین های فلوتاسیون اینجا کلیک کنید .

برای دانلود فایل کف سازها در فلوتاسیون اینجا کلیک کنید .

برای دانلود فایل مراحل مقدماتی پی جویی اینجا کلیک کنید .

برای دانلود فایل پی جویی های ژئوشیمایی اینجا کلیک کنید .

برای دنلود فایل پی جویی های زمین شناسی اینجا کلیک کنید .

برای دانلود فایل نمونه گیری درمراحل اکتشافی اینجا کلیک کنید .

برای دنلود فایل چگونگی تشکیل سنگ های رسوبی اینجا کلیک کنید .