✨Kính hiển vi điện tử quét

Kính hiển vi điện tử quét

Kính hiển vi điện tử quét (tiếng Anh: scanning electron microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.

Lược sử về kính hiển vi điện tử quét

Kính hiển vi điện tử quét lần đầu tiên được phát triển bởi Zworykin vào năm 1942 là một thiết bị gồm một súng phóng điện tử theo chiều từ dưới lên, ba thấu kính tĩnh điện và hệ thống các cuộn quét điện từ đặt giữa thấu kính thứ hai và thứ ba, và ghi nhận chùm điện tử thứ cấp bằng một ống nhân quang điện. Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét Năm 1948, C. W. Oatley ở Đại học Cambridge (Vương quốc Anh) phát triển kính hiển vi điện tử quét trên mô hình này và công bố trong luận án tiến sĩ của D. McMullan với chùm điện tử hẹp có độ phân giải đến 500 Angstrom. Trên thực tế, kính hiển vi điện tử quét thương phẩm đầu tiên được sản xuất vào năm 1965 bởi Cambridge Scientific Instruments Mark I.

Nguyên lý hoạt động và sự tạo ảnh trong SEM

Việc phát các chùm điện tử trong SEM cũng giống như việc tạo ra chùm điện tử trong kính hiển vi điện tử truyền qua, tức là điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử (có thể là phát xạ nhiệt, hay phát xạ trường...), sau đó được tăng tốc. Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ từ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bước sóng quá nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn. Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện. Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội tụ, mà kích thước của chùm điện tử này bị hạn chế bởi quang sai, chính vì thế mà SEM không thể đạt được độ phân giải tốt như TEM. Ngoài ra, độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu vật và điện tử. Khi điện tử tương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này. Các bức xạ chủ yếu gồm:

  • Điện tử thứ cấp (Secondary electrons): Đây là chế độ ghi ảnh thông dụng nhất của kính hiển vi điện tử quét, chùm điện tử thứ cấp có năng lượng thấp (thường nhỏ hơn 50 eV) được ghi nhận bằng ống nhân quang nhấp nháy. Vì chúng có năng lượng thấp nên chủ yếu là các điện tử phát ra từ bề mặt mẫu với độ sâu chỉ vài nanomet, do vậy chúng tạo ra ảnh hai chiều của bề mặt mẫu.
  • Điện tử tán xạ ngược (Backscattered electrons): Điện tử tán xạ ngược là chùm điện tử ban đầu khi tương tác với bề mặt mẫu bị bật ngược trở lại, do đó chúng thường có năng lượng cao. Sự tán xạ này phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hóa học ở bề mặt mẫu, do đó ảnh điện tử tán xạ ngược rất hữu ích cho phân tích về độ tương phản thành phần hóa học. Ngoài ra, điện tử tán xạ ngược có thể dùng để ghi nhận ảnh nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược, giúp cho việc phân tích cấu trúc tinh thể (chế độ phân cực điện tử). Ngoài ra, điện tử tán xạ ngược phụ thuộc vào các liên kết điện tại bề mặt mẫu nên có thể đem lại thông tin về các đômen sắt điện.

Một số phép phân tích trong SEM

  • Huỳnh quang catốt (Cathodoluminesence): Là các ánh sáng phát ra do tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu. Phép phân tích này rất phổ biến và rất hữu ích cho việc phân tích các tính chất quang, điện của vật liệu. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét Jeol 5410 LV tại Trung tâm Khoa học Vật liệu, [[Đại học Quốc gia Hà Nội]]
  • Phân tích phổ tia X (X-ray microanalysis): Tương tác giữa điện tử với vật chất có thể sản sinh phổ tia X đặc trưng, rất hữu ích cho phân tích thành phần hóa học của vật liệu. Các phép phân tích có thể là phổ tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy - EDXS) hay phổ tán sắc bước sóng tia X (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy - WDXS)...
  • Một số kính hiển vi điện tử quét hoạt động ở chân không siêu cao có thể phân tích phổ điện tử Auger, rất hữu ích cho các phân tích tinh tế bề mặt.
  • SEMPA (Kính hiển vi điện tử quét có phân tích phân cực tiếng Anh: Scanning Electron Microscopy with Polarisation Analysis) là một chế độ ghi ảnh của SEM mà ở đó, các điện tử thứ cấp phát ra từ mẫu sẽ được ghi nhận nhờ một detector đặc biệt có thể tách các điện tử phân cực spin từ mẫu, do đó cho phép chụp lại ảnh cấu trúc từ của mẫu.

Ưu điểm của kính hiển vi điện tử quét

Mặc dù không thể có độ phân giải tốt như kính hiển vi điện tử truyền qua nhưng kính hiển vi điện tử quét lại có điểm mạnh là phân tích mà không cần phá hủy mẫu vật và có thể hoạt động ở chân không thấp. Một điểm mạnh khác của SEM là các thao tác điều khiển đơn giản hơn rất nhiều so với TEM khiến cho nó rất dễ sử dụng. Một điều khác là giá thành của SEM thấp hơn rất nhiều so với TEM, vì thế SEM phổ biến hơn rất nhiều so với TEM.

Một số ảnh chụp bằng SEM

Image:SEMexample.jpg|. Image:Misc pollen.jpg| Image:Diatom0D.JPG| Image:Soybean cyst nematode and egg SEM.jpg| File:Ant_SEM.jpg|Đầu kiến Image:Müürlooga (Arabidopsis thaliana) lehekarv (trihhoom) 311 0804.JPG|tóc Arabidopsis thaliana Image:Anthophyllite asbestos SEM.jpg| Image:Krilleyekils.jpg| Image:SEMFF.jpg| Image:FFEYE2.jpg| Image:Spiraclevalves.jpg| Image:SEM blood cells.jpg|
👁️ 0 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
**Kính hiển vi điện tử quét** (tiếng Anh: **_scanning electron microscope_**, thường viết tắt là _SEM_), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của
Sơ đồ nguyên lý của SEMPA **_SEMPA_**, là tên viết tắt của **_Scanning electron microscope with polarisation analysis_** (_Kính hiển vi điện tử quét có phân tích phân cực_) là kỹ thuật chụp ảnh cấu
[[Kính hiển vi điện tử truyền qua]] **Kính hiển vi điện tử** là tên gọi chung của nhóm thiết bị quan sát cấu trúc vi mô của vật rắn, hoạt động dựa trên nguyên tắc
**Kính hiển vi điện tử truyền qua** (tiếng Anh: _transmission electron microscopy_, viết tắt: TEM) là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao
Nguyên lý của STEM: Sử dụng một chùm điện tử hẹp quét trên mẫu. **Kính hiển vi điện tử truyền qua quét** (tiếng Anh: Scanning transmission electron microscopy, viết tắt là **STEM**) là một dạng
nhỏ|Hình minh họa [[quang học trường gần, với sự nhiễu xạ của ánh phát phát ra từ sợi dò của **kính hiển vi quang học quét trường gần**, cho thấy bước sóng ánh sáng và
**Kính hiển vi Lorentz**, hay đầy đủ là **Kính hiển vi điện tử truyền qua Lorentz**, là một loại kính hiển vi điện tử truyền qua được sử dụng để phân tích cấu trúc từ
Ảnh chụp [[kính hiển vi điện tử|hiển vi điện tử mũi dò của MFM]]**Kính hiển vi lực từ** (tiếng Anh: **_Magnetic Force Microscope_**, thường viết tắt là **_MFM_**) là một loại kính hiển vi thuộc
**Kính hiển vi** là một thiết bị phục vụ cho mục đích khoa học dùng để quan sát các vật thể có kích thước nhỏ bé mà mắt thường không thể quan sát được bằng
**Nhiễu xạ điện tử** là hiện tượng sóng điện tử nhiễu xạ trên các mạng tinh thể chất rắn, thường được dùng để nghiên cứu cấu trúc chất rắn bằng cách dùng một chùm điện
Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi quét chui hầm **Kính hiển vi quét xuyên hầm**, hay **kính hiển vi quét chui hầm** (tiếng Anh: _Scanning tunneling microscope_, viết tắt là **_STM_**) là một
**Kính hiển vi quét đầu dò** (tiếng Anh: **_Scanning probe microscopy_**, thường viết tắt là **_SPM_**) là tên gọi chung của nhóm kính hiển vi mà việc tạo ảnh bề mặt của mẫu vật được
Sơ đồ giải thích cơ chế làm việc của kính hiển vi lực nguyên tử Sự biến đổi của lực tương tác giữa mũi dò và bề mặt mẫu theo khoảng cách. Ảnh chụp [[hính
Sơ đồ nguyên lý của phổ EELS và một hình ảnh điển hình của phổ EELS**Phổ tổn hao năng lượng điện tử** (tiếng Anh: _Electron Energy Loss Spectroscopy_, viết tắt là _EELS_) là một kỹ
Nguyên lý của kỹ thuật chùm iôn hội tụ 2 chùm tia: một chùm iôn để thao tác, một chùm [[electron|điện tử hẹp để ghi lại ảnh quá trình thao tác]] **Chùm iôn hội tụ**
nhỏ|313x313px|Ảnh ghi nhận từ STED với độ phân giải vượt trội so sánh với ảnh tương tự tạo ra từ [[kính hiển vi đồng tiêu huỳnh quang.]] **Kính hiển vi dập tắt cưỡng bức** (_Stimulated
thumb|right|Hình ảnh hiển vi của **[[Mycobacterium tuberculosis**]] **Ảnh hiển vi** (được gọi là **ảnh chụp hiển vi**) là một bức ảnh hoặc hình ảnh kỹ thuật số được thực hiện thông qua một kính hiển
Sơ đồ khối nguyên lý của kỹ thuật DPC **_DPC_** là chữ viết tắt của _Differential Phase Contrast_, dịch sang tiếng Việt có nghĩa là _Tương phản pha vi sai_) là kỹ thuật chụp ảnh
nhỏ|Một loài côn trùng được quan sát với một kính hiển vi kỹ thuật số. **Kính hiển vi kỹ thuật số** là một biến thể của một kính hiển vi quang học truyền thống có
Hình ảnh các đường Kikuchi trong mẫu đơn tinh thể saphire lục giác Al2O3 thu được khi cho chùm điện tử 300 keV tán xạ trên tinh thể. **_Đường Kikuchi_** (tiếng Anh: _Kikuchi lines_, hoặc
**Nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược** (**EBSD**) là một kỹ thuật sử dụng máy quét điện tử (SEM) để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của các vật liệu. EBSD được thực hiện trên
phải|nhỏ|Hình ảnh một đồng xu được quét bởi thiết bị quét hiển vi âm học ở tần số 50 MHz Một **thiết bị quét hiển vi âm học** (**SAM**) là một thiết bị sử dụng
thumb|Nguyên lý tạo ảnh trường tối ở kính hiển vi quang học ánh sáng ở chế độ truyền qua và phản xạ,|406x406px **Trường tối** (tiếng Anh: _dark-field microscopy_) là một phương pháp chụp ảnh hiển
Sơ đồ nguyên lý thiết bị EBL **Electron beam lithography** (EBL) là thuật ngữ tiếng Anh của công nghệ tạo các chi tiết trên bề mặt (các phiến Si...) có kích thước và hình dạng
Ảnh cấu trúc đômen của màng mỏng [[permalloy chụp trên kính hiển vi điện tử truyền qua Philips CM20 ở chế độ Fresnel, cho tương phản về các vách đômen 90o và các gợn sóng.]]
Sự phân chia thành các đômen từ trong [[màng mỏng hợp kim NiFe quan sát trên kính hiển vi điện tử truyền qua Lorentz ở chế độ Fresnel. Các đường đen, trắng là các vách
1/ THÔNG TIN SẢN PHẨM: THÔNG TIN SẢN PHẨM - Tên: Bộ Cờ Tỷ Phú Monopoly Ultimate Banking 4.0 ATM có máy ngân hàng điện tử quẹt thẻ tự động - Kích thước: Tuỳ loại
**Electron** hay **điện tử**, là một hạt hạ nguyên tử, có ký hiệu là hay , mà điện tích của nó bằng trừ một điện tích cơ bản. Các electron thuộc về thế hệ thứ
**Hiển vi siêu phân giải** (Super-resolution microscopy) là một loại hiển vi quang học. Do nhiễu xạ của ánh sáng, độ phân giải của kính hiển vi quang học thông thường bị giới hạn bởi
**Xuất bản điện tử** (tiếng Anh: **electronic publishing,** viết tắt là e-publishing; cũng được gọi là **digital publishing** hoặc **online publishing**) là việc sử dụng các thiết bị kỹ thuật số trong hoạt động xuất
nhỏ|phải|Thiết bị tác chiến điện tử của Mỹ (E-4) **Tác chiến điện tử** (tiếng Anh: _electronic warfare_ - **EW**), viết tắt **TCĐT**, là một phương thức tác chiến, gồm tổng thể các hoạt động của
thumb|upright=1.3|Các [[hàm sóng của electron trong một nguyên tử hydro tại các mức năng lượng khác nhau. Cơ học lượng tử không dự đoán chính xác vị trí của một hạt trong không gian, nó
Trong văn hoá trò chơi điện tử, **cày** () là một thuật ngữ chỉ việc lặp đi lặp lại một hành động hoặc một chuỗi hành động, bao gồm cả những nhiệm vụ không giống
nhỏ| So sánh kích thước (từ trên xuống dưới) của [[Wii,Nintendo GameCube, Nintendo 64, SNES Bắc Mỹ và NES(1983)]] Công ty điện tử đa quốc gia Nhật Bản **Nintendo** đã phát triển bảy **máy chơi
nhỏ|200x200px|Nang bào tử chín của mốc _Absidia_ nhỏ|200x200px|Nang bào tử rêu nhỏ|200x200px|Nang bào tử trên lá [[Ngành Dương xỉ|dương xỉ]] nhỏ|200x200px|[[Kính hiển vi điện tử quét|Ảnh hiển vi điện tử quét của nang bào tử
**_Maimai_** (cách gọi cách điệu là **_maimai_**) là một trò chơi nhịp điệu arcade do Sega phát triển và phân phối, Trong game này, người chơi sẽ đánh các nốt trên màn hình cảm ứng
**_RollerCoaster Tycoon_** là một trò chơi mô phỏng xây dựng và quản lý xoay quanh công việc quản lý công viên giải trí. Trò chơi do hãng Chris Sawyer Productions phát triển và Hasbro Interactive
Ví dụ về vách đômen phân chia theo góc: vách 180o và vách 90o. **Vách đômen** là khái niệm sử dụng trong vật lý học, có thể là hai khái niệm độc lập: *Vách đômen
nhỏ|phải|Hình ảnh chụp X quang tay đeo [[nhẫn của nhà giải phẫu, nhà sinh lý học, nhà mô học người Thụy Sĩ Albert von Kölliker, chụp bởi Röntgen]] thế=X-quang hoặc phổi người|nhỏ|X-quang của phổi người
**Virus**, thường được viết là **vi-rút** (bắt nguồn từ tiếng Pháp _virus_ /viʁys/), còn được gọi là **siêu vi**, **siêu vi khuẩn** hay **siêu vi trùng**, là một tác nhân truyền nhiễm chỉ nhân lên
**_Ingress _**là một trò chơi nhập vai trực tuyến thực tế ảo tận dụng công nghệ định vị toàn cầu (GPS) được phát triển bởi Niantic Labs, một công ty con thuộc Google. Trò chơi
**Đại dịch COVID-19** là một đại dịch bệnh truyền nhiễm với tác nhân là virus SARS-CoV-2 và các biến thể của nó đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Khởi nguồn vào cuối tháng
**Thu phí điện tử** (hay thu phí tự động không dừng, , viết tắt là ETC) là một hệ thống không dây để tự động thu phí sử dụng hoặc phí đối với các phương
[[Cấu trúc tinh thể của họ perovskite ABO3.]] **Perovskite** là tên gọi chung của các vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể giống với cấu trúc của vật liệu gốm calci titanat (CaTiO3). Tên
thumb|right |Vi khuẩn than trong cơ thể của một con [[khỉ]] nhỏ|Một con ngựa vằn bị chết sau khi nhiễm _Bacillus anthracis_ (vi khuẩn gây bệnh than) nhỏ|Một biểu hiện xung quanh vết thương của
thumb|Bộ vẽ mắt kohl của [[người Kurd]] nhỏ|Bột kohl **Kohl** (Tiếng Ả Rập, الكحل, _al-kuḥl_) hay là **Kajal** (Hindi, काजल, kājal) là phấn trang điểm mắt thời cổ đại, theo truyền thống được chế tạo
**_Command & Conquer_**, viết tắt **_C&C_** và sau này là **_Tiberian Dawn_** , là trò chơi máy tính chiến lược thời gian thực được phát triển bởi Westwood Studios cho MS-DOS và được xuất bản
nhỏ|phải|[[Thịt bẩn, thịt ôi thiu là nguy cơ gây ngộ độc thực phẩm]] nhỏ|phải|Cá ươn, nguy cơ gây ngộ độc **Ngộ độc thực phẩm** hay còn được gọi tên thông dụng là **ngộ độc thức
thumb|[[Kính hiển vi điện tử truyền qua (a, b và c) hình ảnh của các hạt nano silic mesopomatic đã chuẩn bị với đường kính ngoài trung bình: (a) 20nm, (b) 45nm, và (c) 80nm.
nhỏ|300x300px| Hình ảnh [[kính hiển vi điện tử quét của _Vibrio cholerae_. Đây là vi khuẩn gây bệnh tả. ]] **Lý thuyết mầm bệnh** là lý thuyết khoa học hiện đang được chấp nhận cho