1.什么是掃描電鏡?
掃描電鏡也稱之為“掃描電子顯微鏡”成為用于材料表征的強大而通用的工具,尤其是近年來,隨著各種應用中使用的材料尺寸不斷縮小。 掃描電子顯微鏡以類似于光學顯微鏡使用可見光的方式使用電子進行成像。 與檢測穿過非常薄樣品的電子的透射電子顯微鏡不同,掃描電子顯微鏡使用從樣品的近表面區域反射或擊落的電子來創建圖像。 由于電子的波長遠小于光的波長,因此掃描電子顯微鏡的分辨率優于光學顯微鏡。
2. 掃描電鏡的基本原理
在掃描電鏡中電子束以光柵圖案掃描樣品。 首先,電子由柱頂的電子源產生。 當它們的熱能克服源材料的功函數時,它們就會被發射出去。 然后它們被帶正電的陽極加速并吸引。 整個電子柱需要處于真空狀態。 與電子顯微鏡的所有組件一樣,電子源被密封在一個特殊的腔室中,以保持真空并保護它免受污染、振動和噪音的影響。 除了保護電子源免受污染外,真空還允許用戶獲得高分辨率圖像。 在沒有真空的情況下,色譜柱中可能存在其他原子和分子。 它們與電子的相互作用導致電子束偏轉并降低圖像質量。 高真空還提高了色譜柱中檢測器的電子收集效率。
掃描電鏡的基本組成部分包括以下內容:
電子源
電子透鏡
樣品臺
所有感興趣信號的檢測器
顯示/數據輸出設備
基礎設施要求:
電源供應
真空系統
冷卻系統
無環境磁場和電場的房間
掃描電鏡如何工作的?
電子在色譜柱頂部產生,向下加速并通過透鏡和孔徑的組合,產生撞擊樣品表面的聚焦電子束。 樣品安裝在腔室區域的載物臺上。 除非顯微鏡設計為在低真空下運行,否則柱子和腔室都由泵的組合抽真空。 真空度取決于顯微鏡的設計。 電子束在樣品上的位置由位于物鏡上方的掃描線圈控制。 這些線圈允許光束掃描樣品表面。 正如顯微鏡的名稱所暗示的那樣,這種光束光柵或掃描可以收集有關樣品上定義區域的信息。 由于電子-樣品相互作用,產生了許多信號。 這些信號然后由適當的檢測器檢測。應用
掃描電鏡廣泛應用于基于晶體結構定性化學分析的圖像識別。它也可以準確地測量非常小的特點和對象小到50納米使用掃描電鏡。利用背散射電子像可以快速分辨多相樣品中的相。掃描電子顯微鏡(SEM)配備了背散射衍射電子探測器,可以用來檢測許多材料的微觀結構和晶體取向掃描電子顯微鏡的優點
在固體材料的研究中,沒有其他儀器可以與掃描電子顯微鏡相媲美。掃描電子顯微鏡(SEM)在需要表征固體材料的所有領域都非常重要。掃描電鏡的應用只是儀器科學和工業應用的一小部分。大多數SEM相對容易操作,并且有一個用戶友好的“直觀”界面。許多應用需要樣品制備。在許多應用中,數據采集的速度非常快。現代掃描電鏡以數字格式生成數據,具有很高的可移植性。