يعد المجهر الإلكتروني الماسح (انظر الشكلين رقم 21، و22) أحد المجاهر الإلكترونية الذي يصوّر فيه سطح العينة عن طريق مسحها بواسطة أشعة من الإلكترونات عالية الطاقة، بحيث تتعامل الإلكترونات مع الذرات المكوّنة سطح العينة؛ فتنتج عنها إشارات تتضمّن معلومات عن طبوغرافية السطح، وتركيبه، وخصائص أخرى، مثل: التوصيلية الكهربية وتحتوي أنواع الإشارات الناتجة عن إلكترونات ثانوية، وأخرى متشتتة إلى الخلف، وأشعة أكس المميزة، والضوء (التفلور المهبطي). وتنشأ هذه الإشارات من شعاع الإلكترونات الذي يصطدم بالعينة، ويتعامل معها عند سطحها.

ويلحظ في نمط الكشف الرئيس، أي التصوير بالإلكترونات الثانوية، أن المجهر الماسح يستطيع إنتاج صور ذات تحليل عال جدا لسطح العينة، وإظهار تفاصيل دقيقة له، قد تصل إلى حجم يتراوح ما بين 1 – 5 نانومترات. وتظهر الطريقة التي تتكوّن بها هذه الصور، أن الصور المجهرية للماسح تكون ثلاثية الأبعاد، فتساعد على فهم التركيب السطحي للعينة.

وجدير بالذكر أنّ مزايا عمق المجال الكبير، والمدى الواسع للتكبير (عادة يتراوح ما بين 25 مرة إلى 250000 مرة) تكون متوفرة في أغلب أنماط تصوير العينات في المجهر الماسح، وخاصة في التصوير بواسطة الإلكترونات الثانوية. أما النمط الثاني من أنماط التصوير الشائعة في المجهر الماسح فهو نمط أشعة أكس المميزة، حيث تنبعث أشعة أكس عندما يعمل شعاع الإلكترونات على نزع إلكترون من الغلاف الداخلي في العينة، وجعله فارغًا مما يؤهّل إلكتروناً آخر ذا مستوى طاقة أعلى من الهبوط، وملء الغلاف السابق الفارغ، والتخلص من طاقته على شكل أشعة أكس. وهذه الأشعة المميزة تستخدم في تعيين تركز عناصر العينة والصور الناتجة عن الإلكترونات المتشتتة إلى الخلف، والتي تنشأ من العينة قد تستخدم أيضًا في تكوين الصور. كما يلحظ في المجهر الماسح انبعاث الإلكترونات انبعاثاً أيونياً حرارياً من سلك رفيع من التنجستن (قطب سالب)، ومن ثم تتسارع الإلكترونات إلى القطب الموجب. ويستخدم معدن التنجستن عادة في قاذفات الإلكترون الأيونية الحرارية؛ وذلك لكونها أعلى نقطة انصهار، وأقل ضغط بخاري مقارنة بالفلزات الأخرى. كما يمكن أن تنبعث الإلكترونات أيضًا بواسطة قاذفة الانبعاث المجالي، والتي تعد من نوع الكاثود – البارد، أو من نوع شوتكي المحسّن حراريا. وقد استخدم المجهر الماسح على نطاق واسع في عام 1965 م، ومنذ ذلك الوقت أصبح له دور بارز في عمل الأبحاث الحيوية والجيولوجية، والصناعية ⁽²⁴⁾.

ويوضح الشكل رقم (22) طريقة عمل المجهر الالكتروني الماسح، ويلحظ ما يلي:

• يشبه العمود ذلك الموجود في المجهر النافذ.
• يحتوي على المواد المنتجة أشعة الالكترونات فقط؛ لمسح العينة.
• تتمثل هذه المواد بالمدفعة كما في المجهر النافذ.
• وجود العدسات المكثفة يعمل على تكوين حزمة ضيقة من الإلكترونات.
• يصل القطر الحقيقي لبقعة لمسح حوالي 5 nm.
• توجد فيه مجموعة من الملفات الحارفة، مع دائرة تعطي القدرة على جعل الشعاع يمسح العينة.
• عمود المجهر الماسح مفرغ تماما. في حين يوجد مسرح العينة وملحقاته (أجهزة مالة للعينة) عند قاعدة عمود المجهر.

شکل رقم 21 صورة للمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) (24).

__________________________________________________
هوامش

(24) الاسكندراني؛ محمد شريف. تكنولوجيا النانو من اجل غد أفضل. الكويت: عالم المعرفة (ابريل 2010 م).