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sem掃描電鏡的工作原理介紹

日期:2022-12-29 14:01:11 瀏覽次數(shù):202

掃描電子顯微鏡簡稱掃描電鏡,是一種大型精密儀器,它是機械學、光學、電子學、熱學、材料學、真空技術等多門學科的綜合應用。該系列電鏡采用多接口的大樣品室和藝術級的物鏡設計,提供高低真空成像功能,可對各種材料表面作分析,并且具有X射線分析技術。確保在低電壓條件下提供高分辨率的銳利圖像,同時還可以進行準確的能譜分析。樣品臺為五軸全自動控制。標準的率無油渦輪分子泵能夠滿足快速的樣品更換和無污染(免維護)成像分析。

掃描電鏡.jpg

sem掃描電鏡的制造是依據(jù)電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時,被激發(fā)的區(qū)域將產(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子,以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時,也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振蕩 (等離子體)。原則上講,利用電子和物質的相互作用,可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息,如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。掃描電鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理,采用不同的信息檢測器,使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集,可得到有關物質微觀形貌的信息;對x射線的采集,可得到物質化學成分的信息。正因如此,根據(jù)不同需求,可制造出功能配置不同的sem掃描電鏡。

工作原理:

sem掃描電鏡由電子槍發(fā)射出電子束(直徑約50um),在加速電壓的作用下經(jīng)過磁透鏡系統(tǒng)匯聚,形成直徑為5 nm的電子束,聚焦在樣品表面上,在第ER聚光鏡和物鏡之間偏轉線圈的作用下,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。

試樣可為塊狀或粉末顆粒,成像信號可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是主要的成像信號。由電子槍發(fā)射的能量為5~35keV的電子,以其交叉斑作為電子源,經(jīng)二級聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度和束斑直徑的微細電子束,在掃描線圈驅動下,于試樣表面按一定時間、空間順序做柵網(wǎng)式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用,產(chǎn)生二次電子發(fā)射(以及其他物理信號),二次電子發(fā)射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號被探測器收集轉換成電信號,經(jīng)視頻放大后輸入到顯像管柵極,調制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度,掃描電鏡得到反應試樣表面形貌的二次電子像。


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