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技術(shù)文章

環(huán)境掃描電子顯微鏡的工作原理和儀器特點

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  環(huán)境掃描電子顯微鏡工作原理:電子與樣品中的原子相互作用,產(chǎn)生包含關(guān)于樣品的表面測繪學(xué)形貌和組成的信息的各種信號。電子束通常以光柵掃描圖案掃描,并且光束的位置與檢測到的信號組合以產(chǎn)生圖像。掃描電子顯微鏡由電子槍發(fā)射出電子束,在加速電壓的作用下經(jīng)過磁透鏡系統(tǒng)匯聚,形成電子束,聚焦在樣品表面上,在第二聚光鏡和物鏡之間偏轉(zhuǎn)線圈的作用下,電子束在樣品上做光柵狀掃描,電子和樣品相互作用產(chǎn)生信號電子。這些信號電子經(jīng)探測器收集并轉(zhuǎn)換為光子,再經(jīng)過電信號放大器加以放大處理,成像在顯示系統(tǒng)上。
 
  環(huán)境掃描電子顯微鏡的儀器特點:
 
 ?、倌軌蛑苯佑^察樣品表面的結(jié)構(gòu)。
 
 ?、跇悠分苽溥^程簡單,不用切成薄片。
 
  ③樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn),因此,可以從各種角度對樣品進(jìn)行觀察。
 
 ?、芫吧畲?,圖象富有立體感。掃描電鏡的景深較光學(xué)顯微鏡大幾百倍,比透射電鏡大幾十倍。
 
 ?、輬D象的放大范圍廣,分辨率也比較高??煞糯笫畮妆兜綆资f倍,它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電鏡之間。
 
  ⑥電子束對樣品的損傷與污染程度較小。
 
  ⑦在觀察形貌的同時,還可利用從樣品發(fā)出的其他信號作微區(qū)成分分析。
 
  環(huán)境掃描電子顯微鏡由三大部分組成:真空系統(tǒng),電子束系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)。
 
  1.真空系統(tǒng):主要包括真空泵和真空柱兩部分。真空柱是一個密封的柱形容器。真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空。
 
  2.電子束系統(tǒng):由電子槍和電磁透鏡兩部分組成,主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成像。
 
  3.成像系統(tǒng):電子經(jīng)過一系列電磁透鏡成束后,打到樣品上與樣品相互作用,會產(chǎn)生次級電子、背散射電子、俄歇電子以及X射線等一系列信號。

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