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掃描電子顯微鏡的工作原理及主要結(jié)構(gòu)
發(fā)布時(shí)間: 2021-08-25  點(diǎn)擊次數(shù): 976次

掃描電子顯微鏡的工作原理及主要結(jié)構(gòu)

        一、掃描電鏡SEM的工作原理
        掃描電子顯微鏡SEM利用聚焦電子束對(duì)樣品表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描成像。樣品為塊狀或粉狀顆粒,成像信號(hào)可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中,二次電子是最重要的成像信號(hào)。電子槍發(fā)射的能量為5-35KeV的電子以其交叉點(diǎn)作為電子源,經(jīng)二次聚光鏡和物鏡縮小,形成具有一定能量、一定束強(qiáng)、由掃描線圈驅(qū)動(dòng)的束斑直徑,按照一定的時(shí)間和空間順序?qū)悠繁砻孢M(jìn)行網(wǎng)格掃描。聚焦電子束與樣品相互作用以產(chǎn)生二次電子發(fā)射(和其他物理信號(hào))。二次電子發(fā)射的量隨樣品的表面形態(tài)而變化。二次電子信號(hào)被檢測(cè)器收集并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。經(jīng)視頻放大后輸入陰極射線管柵極,調(diào)制陰極射線管亮度,與入射電子束同步掃描,得到反映樣品形貌的二次電子圖像。
        二、掃描電鏡SEM特點(diǎn)
        1.可觀察大樣品,樣品制備方法簡(jiǎn)單
        2、大景深,300倍光學(xué)顯微鏡,適用于粗糙表面和斷口的分析觀察;畫面富有立體感
        3. 倍率變化范圍廣
        4. 高分辨率
        5、圖像質(zhì)量可通過電子方式有效控制和提高。例如,可以通過調(diào)制提高圖像對(duì)比度的容差,使圖像各部分的亮度適中。
         6. 可以分析各種功能。
         3、掃描電鏡SEM主要結(jié)構(gòu)
        1、電子光學(xué)系統(tǒng):電子槍;電磁透鏡(第一和第  二聚光鏡和物鏡);物鏡光闌
        2、掃描系統(tǒng):掃描信號(hào)發(fā)生器;掃描倍率控制器;掃描偏轉(zhuǎn)線圈
        3、信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng):檢測(cè)二次電子、背散射電子等電子信號(hào)(物理信號(hào))。
         4、圖像顯示和記錄系統(tǒng):早期的SEM使用顯像管、照相機(jī)等。數(shù)字SEM使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行圖像顯示和記錄管理。
         5、真空系統(tǒng):真空度高于5X10*-5Torr。常用:機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵、渦輪分子泵
        6、供電系統(tǒng):高壓發(fā)生器、高壓油箱
        以上是從掃描電子顯微鏡的工作原理、主要結(jié)構(gòu)和SEM特點(diǎn)來介紹掃描電子顯微鏡。目前,掃描電鏡廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、冶金、生物、醫(yī)藥、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、害蟲防治、工業(yè)生產(chǎn)和生產(chǎn)過程控制中的災(zāi)害鑒定、寶石鑒定、產(chǎn)品質(zhì)量鑒定等。

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