تحلیل و تفسیر آنالیز SEM به معنای آنالیز معادلات ساختاری (Structural Equation Modeling) است. این روش آماری پیچیده‌ای می‌باشد که به بررسی روابط بین متغیرها در یک مدل معادلاتی کمک می‌کند. SEM با استفاده از داده‌ها و مدل‌های آماری به تحلیل روابط بین متغیرها می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه این متغیرها به هم مرتبط هستند و چگونه یک متغیر مستقل می‌تواند متغیرهای وابسته را تبیین کند.در این مقاله از گروه آنالیز آزمایشگاهی مهراندیش به تحلیل و تفسیر آنالیز SEM خواهیم پرداخت.

مراحل اجرای آنالیز SEM به طور خلاصه به شرح زیر است:

• تعریف مدل مفهومی: در ابتدا، باید مدل مفهومی خود را تعریف کنید که شامل متغیرها و روابط میان آنها می‌شود.
• جمع‌آوری داده‌ها: نیاز است که داده‌های مورد نیاز برای متغیرهای مدل مفهومی را جمع‌آوری کنید.
• مشخص کردن نوع مدل: انتخاب نوع مدل معادلات ساختاری مانند مدل‌های رشدی، مدل‌های معادلات معیار، مدل‌های بنیادی و غیره بستگی به فرضیات و نوع داده‌ها دارد.
• بررسی صحت مدل: صحت مدل به وسیله معیارهای ارزیابی مدل، مانند گویاهای فیت، بررسی می‌گردد.
• تفسیر نتایج: پس از تحلیل داده‌ها و اجرای مدل، نتایج باید تفسیر شوند.

تکنیک های تصویرسازی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)

تصویرسازی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) یک فرآیند قدرتمند است که به ما اجازه می‌دهد سطح نمونه‌ها را با بزرگنمایی بالا و با دقت بسیار بالا تصویربرداری کنیم. در زیر، تعدادی از تکنیک‌های تصویرسازی با SEM را بررسی می‌نماییم:

• تصاویر سطحی: در این تکنیک، SEM برای تصویربرداری سطح خارجی نمونه‌ها استفاده می‌شود. این تصاویر معمولاً به صورت دوبعدی هستند و از بزرگنمایی بالا برخوردار هستند. تصاویر سطحی می‌توانند به تحلیل و مشاهده‌ی خصوصیات مورفولوژیکی مانند ساختار، ریزساختارها، منافذ و حفرات نمونه کمک کنند.
• تصاویر فراکنش‌های سطحی: این تکنیک برای مشاهده‌ی تغییرات سطحی نمونه به علت فراکنش‌های شیمیایی یا فیزیکی استفاده می‌شود. با استفاده از این تکنیک، می‌توان اطلاعاتی ارزشمند درباره‌ی ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های نمونه در شرایط واکنشی مختلف به دست آورد.
• تصاویر از سطوح ناهموار: در این تکنیک، از نورهای با انرژی بالا برای تصویربرداری استفاده می‌شود که به دقت بیشتری در تصویربرداری سطح ناهموار نمونه کمک می‌کند. این تصاویر به ویژه برای مشاهده‌ی جزئیات ریزساختارها و تغییرات مورفولوژیکی مفید هستند.

شرایط خاص و نکات مهم آنالیز SEM

آنالیز SEM یک فرآیند پیچیده و دقیق است که نیازمند توجه به جزئیات و رعایت شرایط خاصی می‌باشد. در زیر به برخی از شرایط خاص و نکات مهم در آنالیز SEM اشاره می‌کنیم:

• حداقل حجم نمونه: نیاز به نمونه‌های کوچک و نازک دارید، زیرا SEM برای تصویربرداری سطح نمونه‌ها با بزرگنمایی بالا استفاده می‌شود. از نمونه‌های ضخیم مانند نمونه‌های توده‌ای مناسب نیست.
• تهیه نمونه: نمونه‌های SEM باید آماده‌سازی شوند تا به تصویربرداری مناسب بپردازند. این شامل مراحلی مانند فیکساسیون (ثابت کردن)، خشک کردن، کوپلینگ با طلا یا آلومینیوم و پوشاندن با لایه‌های نازک است.
• خشک‌کردن مناسب: نمونه‌ها باید به طور کامل خشک شوند تا از تشتت نمونه و خطاهای احتمالی جلوگیری گردد.
• مشخصه‌ی الکترون‌های ثانویه (SE): SEM براساس تشخیص الکترون‌های ثانویه از سطح نمونه کار می‌کند. بنابراین، باید مطمئن شوید سطح نمونه‌ها مناسب برای تشکیل الکترون‌های ثانویه است.
• انتخاب پارامترها: در هنگام انجام آنالیز SEM، باید پارامترهای مناسبی مانند شدت جریان الکترون، فاصله کاری، ولتاژ شتاب‌دهنده و غیره را انتخاب کنید تا تصاویر با کیفیت و مناسب به دست آید.
• تفسیر نتایج: نتایج تصویربرداری SEM باید با دقت تفسیر شوند. نباید تصاویر را به طور غیرصحیح تفسیر کرد یا نتایج را بی‌دقتی ارائه داد.

مشخصات دستگاه های آماده برای ارائه خدمات آنالیز SEM

دستگاه‌های آماده برای ارائه خدمات آنالیز SEM نیاز به تجهیزات پیشرفته و دقیق دارند تا بتوانند نمونه‌ها را با بزرگنمایی بالا و با کیفیت مناسب تصویربرداری کنند. این دستگاه‌ها عموماً در مراکز تحقیقاتی، دانشگاه‌ها، صنایع نانوتکنولوژی، صنایع مواد و صنایع الکترونیک استفاده می‌شوند. مشخصات عمومی برخی از دستگاه‌های آماده برای ارائه خدمات آنالیز SEM عبارتند از:

• نام دستگاه: میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
• شرکت سازنده: مختلف شرکت‌ها در سراسر جهان دستگاه‌های SEM تولید می‌کنند.
• نوع دستگاه: SEM‌ها می‌توانند از نوع میکروسکوپ‌های اشعه‌ای (Thermionic SEM) و یا میکروسکوپ‌های اشعه‌ای میدانی (Field Emission SEM) باشند.
• وضوح: وضوح تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و معمولاً به صورت نانومتر می‌باشد.
• حداکثر اندازه نمونه: دستگاه‌های SEM مختلف با حداکثر اندازه‌های مختلف نمونه قابل تصویربرداری عرضه می‌شوند. معمولاً اندازه‌هایی در محدوده میکرومتر تا میلیمتر را پوشش می‌دهند.
• تحلیل انرژی پراکندگی (EDS): برخی از دستگاه‌های SEM مجهز به سیستم‌های تحلیل انرژی پراکندگی (EDS) هستند که امکان تحلیل شیمیایی نمونه‌ها را فراهم می‌کند.
• تحلیل ماهواره‌ای (STEM): برخی از دستگاه‌های SEM همچنین مجهز به سیستم‌های تحلیل ماهواره‌ای (STEM) می‌باشند که امکان تحلیل نانوساختارها و تصاویر با وضوح بالا را فراهم می‌کند.

توانایی ها آنالیز SEM

توانایی‌های آنالیز SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی) بسیار گسترده و قدرتمند هستند. این دستگاه‌ها امکان تصویربرداری و تحلیل جزئیات مورفولوژیکی، کاربردی و شیمیایی نمونه‌ها را با دقت بالا فراهم می‌کنند. برخی از توانایی‌های مهم آنالیز SEM عبارتند از:

• تصویربرداری با بزرگنمایی بالا: SEM قادر به تصویربرداری سطح نمونه‌ها با بزرگنمایی بالا تا حدود نانومتر هستند که این امکان را فراهم می‌کند تا ریزساختارها و جزئیات مورفولوژیکی نمونه‌ها را با دقت بالا مشاهده نمایید.
• تصویربرداری سه‌بعدی: SEM امکان تصویربرداری سه‌بعدی نمونه‌ها را از طریق تکنیک‌هایی مانند فوکوس هلو (Helium Ion Microscopy) و فوکوس یون هلیوم (He-FIB) فراهم می‌کند.
• تحلیل شیمیایی: برخی از دستگاه‌های SEM با سیستم‌های تحلیل انرژی پراکندگی (EDS) مجهز شده‌اند که امکان تحلیل شیمیایی نمونه‌ها و تشخیص عناصر مختلف را فراهم می‌کند.
• تحلیل کمی: SEM امکان تحلیل کمی و اندازه‌گیری ویژگی‌های مورفولوژیکی مانند اندازه ذرات، پخش‌شدگی اندازه، و دیگر مشخصه‌ها را فراهم می‌نماید.