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掃描電子顯微鏡是利用聚焦的很窄的高能電子束來(lái)掃描樣品

來(lái)源:國(guó)儀量子技術(shù)(合肥)股份有限公司   2020年11月18日 09:06  
  掃描電子顯微鏡(SEM)是一種介于透射電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種觀察手段。其利用聚焦的很窄的高能電子束來(lái)掃描樣品,通過(guò)光束與物質(zhì)間的相互作用,來(lái)激發(fā)各種物理信息,對(duì)這些信息收集、放大、再成像以達(dá)到對(duì)物質(zhì)微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達(dá)到1nm;放大倍數(shù)可以達(dá)到30萬(wàn)倍及以上連續(xù)可調(diào);并且景深大,視野大,成像立體效果好。此外,掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結(jié)合,可以做到觀察微觀形貌的同時(shí)進(jìn)行物質(zhì)微區(qū)成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應(yīng)用。因此掃描電子顯微鏡在科學(xué)研究領(lǐng)域具有重大作用。
  由于透射電鏡是TE進(jìn)行成像的,這就要求樣品的厚度必須保證在電子束可穿透的尺寸范圍內(nèi)。為此需要通過(guò)各種較為繁瑣的樣品制備手段將大尺寸樣品轉(zhuǎn)變到透射電鏡可以接受的程度。
  SEM——利用極細(xì)電子束在被觀測(cè)樣品表面上進(jìn)行掃描,通過(guò)分別收集電子束與樣品相互作用產(chǎn)生的一系列電子信息,經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大而成像的電子光學(xué)儀器。是研究三維表層構(gòu)造的有利工具。
  其工作原理為:
  在高真空的鏡筒中,由電子槍產(chǎn)生的電子束經(jīng)電子會(huì)聚透鏡聚焦成細(xì)束后,在樣品表面逐點(diǎn)進(jìn)行掃描轟擊,產(chǎn)生一系列電子信息(二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等),由探測(cè)器將各種電子信號(hào)接收后經(jīng)電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
  聚焦電子束對(duì)樣品表面掃描時(shí),由于樣品不同部位表面的物理、化學(xué)性質(zhì)、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同,致使電子束激發(fā)出的電子信息各不相同,導(dǎo)致顯像管的電子束強(qiáng)度也隨著不斷變化,最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的圖像。根據(jù)探測(cè)器接收的電子信號(hào)的不同,可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
  掃描電鏡分辨率可達(dá)50~100?,電子放大倍數(shù)可由十幾倍連續(xù)變化到幾十萬(wàn)倍。因此可以對(duì)樣品的整個(gè)表面進(jìn)行比較仔細(xì)的觀察。

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