掃描電子顯微鏡
編輯掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)是一種電子顯微鏡。電子束照射所述目標作為一個電子束擠壓從物體釋放二次電子,反射電子(背散射電子,BSE),透射型電子,?X射線,陰極發光(熒光),內部電動勢等通過檢測觀察對象。通常,使用二次電子圖像。使用透射電子的設備稱為STEM(掃描透射電子顯微鏡)。
掃描電子顯微鏡原理
編輯掃描型是用細的電子束掃描樣品,而不是像透射型那樣照射整個樣品,并根據與施加電子束的坐標有關的信息構造并顯示圖像。將要觀察的樣品置于高真空(10?-3?Pa或更高)中,并用電子束(聚焦直徑約為1-100 nm)掃描表面,該電子束會被電場或磁場收窄。盡管掃描是線性的,但是通過順序移動掃描軸可以獲得整個樣本表面上的信息。
掃描電子顯微鏡來源
編輯有幾種類型的SEM電子束源(電子槍)可以用作光學顯微鏡的光源。以前,許多裝備有鎢制發夾和六硼化鑭(LaB?6)熱電子槍,但是現在場發射(FE)類型也很流行。在該方法中,向陰極(冷陰極)施加高電壓,電子束被緊接在其下方的xxx陽極加速,并且電子束束在第二陽極之后被控制。FE具有以下優點:與熱電子槍相比,分辨率高并且可以在高倍率下觀察,并且燈絲(探針)的壽命長。另一方面,在低倍率觀察中,可獲得大電流的熱電子槍的圖像質量可能超過FE。使用FE?的SEM稱為FE-SEM。
掃描電子顯微鏡鏡頭
編輯加速電子束(0.1-30kV)由聚焦透鏡(聚光鏡)和物鏡聚焦(即使是透鏡,光束也不是可見光,因此不使用玻璃透鏡,并且電場會干擾電子束)或使用磁場的電子透鏡)。用于控制電子束束的透鏡包括磁場型和電場型,并且磁場型透鏡(電磁透鏡)用于圖像形成控制。另一方面,具有大像差的電場型透鏡(靜電透鏡)用于電子束的加速/減速。由透鏡聚焦的電子束由掃描線圈控制并掃描樣品表面。
信息檢測和圖像處理
編輯當電子束撞擊樣品時,會發生各種現象,例如二次電子的發射。從樣品發出的這些信號被探測器檢測并在被光電倍增管放大后發送到CRT。在CRT中,通過信號量的差異來調制亮度。在TEM的情況下,通過在熒光板上照射電子束直接觀察熒光,在SEM中,將亮度調制信號的處理結果作為圖像顯示在顯示器上,并進行觀察。SEM圖像顯示器具有經過內部處理的時間差,并且存在觀察點的移動和放大率變化伴隨時間差的缺點。相反,通過調節信號處理,具有可以在不改變諸如加速電壓之類的觀察條件的情況下改變觀察圖像的亮度和對比度的優點。
由于二次電子各向同性地發射,因此通過施加電場將它們收集起來,電荷量定義為亮度。至于圖像的觀看方式,表面垂直于入射光束時亮度較低,而銳化部分則亮度較高(邊緣效果)。
掃描電子顯微鏡功能
編輯SEM的聚焦深度比光學顯微鏡要深兩個數量級,并且可以獲得具有寬聚焦范圍的三維圖像。盡管很容易掌握觀察對象的外部形狀,但是幾乎沒有關于對象內部的信息,因此這取決于其他方法,例如TEM。然而,如果通過凍結斷裂(凍結斷裂)方法等對觀察對象進行處理,則可以進行一定量的內部觀察。
掃描電子顯微鏡用法
編輯除了檢查電路和半導體組件的質量外,還可以通過適當的預處理來觀察生物樣本。當通過高真空二次電子法將高加速電壓施加到低電導率材料(例如電池)時,需要預先在樣品上涂上導電材料(鉑鈀,金,碳等)。這是因為,為了有效地發射二次電子,電子束的剩余能量被釋放,以防止由于樣品帶電(充電)和圖像失真而引起的過度曝光,并且將對樣品表面的損害保持在最小。低真空背散射電子法(N-SEM / WET-SEM等)不需要涂層即可觀察絕緣體。即使對于在分析應用(例如使用特征X射線的元素分析)中使用的SEM(EPMA),也優選使用不需要表面涂層的低真空背散射電子方法。
表面結構實際上是光學顯微鏡的薄弱點。通常雙目立體唯才是用,也不會有太大的增加放大倍數,分辨率較低。可以在移動焦點的同時使用普通的光學顯微鏡觀察細微的部分,如果樣品不透明,則無法對其進行撞擊。例如,螞蟻體表上的頭發是很難檢查的部分。使用掃描電子顯微鏡,易于觀察該部分,并且據稱對于取決于領域的分類研究是必不可少的。
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