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日本電子掃描電鏡的主要原理及特性簡析

更新時(shí)間:2022-03-16      點(diǎn)擊次數(shù):4446
  日本電子掃描電鏡(Scanning Electronic Microscopy,SEM)介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀性貌觀察手段,可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進(jìn)行微觀成像。掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)是,①有較高的放大倍數(shù),20-20萬倍之間連續(xù)可調(diào);②有很大的景深,視野大,成像富有立體感,可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu);③試樣制備簡單。目前的掃描電鏡都配有X射線能譜儀裝置,這樣可以同時(shí)進(jìn)行顯微組織性貌的觀察和微區(qū)成分分析,因此它是當(dāng)今十分有用的科學(xué)研究儀器。
  日本電子掃描電鏡由電子光學(xué)系統(tǒng),信號收集及顯示系統(tǒng),真空系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。
  電子光學(xué)系統(tǒng)由電子槍,電磁透鏡,掃描線圈和樣品室等部件組成。其作用是用來獲得掃描電子束,作為產(chǎn)生物理信號的激發(fā)源。為了獲得較高的信號強(qiáng)度和圖像分辨率,掃描電子束應(yīng)具有較高的亮度和盡可能小的束斑直徑。
  信號檢測放大系統(tǒng)其作用是檢測樣品在入射電子作用下產(chǎn)生的物理信號,然后經(jīng)視頻放大作為顯像系統(tǒng)的調(diào)制信號。不同的物理信號需要不同類型的檢測系統(tǒng),大致可分為三類:電子檢測器,應(yīng)急熒光檢測器和X射線檢測器。在掃描電子顯微鏡中普遍使用的是電子檢測器,它由閃爍體,光導(dǎo)管和光電倍增器所組成當(dāng)信號電子進(jìn)入閃爍體時(shí)將引起電離;當(dāng)離子與自由電子復(fù)合時(shí)產(chǎn)生可見光。光子沿著沒有吸收的光導(dǎo)管傳送到光電倍增器進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)變成電流信號輸出,電流信號經(jīng)視頻放大器放大后就成為調(diào)制信號。這種檢測系統(tǒng)的特點(diǎn)是在很寬的信號范圍內(nèi)具有正比與原始信號的輸出,具有很寬的頻帶(10Hz-1MHz)和高的增益(105-106),而且噪音很小。
  真空系統(tǒng)的作用是為保證電子光學(xué)系統(tǒng)正常工作,防止樣品污染提供高的真空度,一般情況下要求保持10-4-10-5mmHg的真空度。電源系統(tǒng)由穩(wěn)壓,穩(wěn)流及相應(yīng)的安全保護(hù)電路所組成,其作用是提供掃描電鏡各部分所需的電源。
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