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扫描电子显微镜原理及结构

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发表于 2020-9-23 16:30:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
扫描电子显微镜,英文名称为SEM,是scanningelectronmicroscope的简写。扫描电子显微镜主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。

2.扫描电子显微镜原理--结构

扫描电子显微镜由三大部分组成:真空系统,电子束系统以及成像系统。

真空系统----主要包括真空泵和真空柱两部分。真空柱是一个密封的柱形容器。真空泵用来在真空柱内产生真空。

电子束系统----电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成,主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成像。电子枪用于产生电子,主要有利用场致发射效应产生电子和利用热发射效应产生电子两种。

成像系统----电子经过一系列电磁透镜成束后,打到样品上与样品相互作用,会产生次级电子、背散射电子、欧革电子以及X射线等一系列信号。所以需要不同的探测器譬如次级电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息。

3.扫描电子显微镜原理

扫描电镜的工作原理主要是利用二次电子成像,它工作原理是这样的:从电子枪灯丝发出的直径约20~35μm的电子束,受到阳极1~40kV高压的加速射向镜筒,并受到第一、二聚光镜和物镜的汇聚作用,缩小成直径约几十埃的狭窄电子束射到样品上。

与此同时,偏转线圈使电子束在样品上作光栅状的扫描。电子束与样品相互作用将产生多种信号,其中最重要的是二次电子。由于控制镜筒入射电子束的扫描线圈的电路同时也控制显像管的电子束在屏上的扫描。用这种方法就如电视机屏上的像一样,一点一点,一线一线地组成了像。

图像为立体形象,反映了标本的表面结构。为了使标本表面发射出次级电子,标本在固定、脱水后,要喷涂上一层重金属微粒,重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
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