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掃描電子顯微鏡SEM的基本知識,一定要了解

更新時(shí)間:2021-11-24      點(diǎn)擊次數(shù):3445
  掃描電子顯微鏡SEM的基本知識,一定要了解
  在材料領(lǐng)域中,掃描電鏡技術(shù)發(fā)揮著極其重要的作用,被廣泛應(yīng)用于各種材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)、界面狀況、損傷機(jī)制及材料性能預(yù)測等方面的研究。利用掃描電鏡可以直接研究晶體缺陷及其產(chǎn)生過程,可以觀察金屬材料內(nèi)部原子的集結(jié)方式和它們的真實(shí)邊界,也可以觀察在不同條件下邊界移動的方式,還可以檢查晶體在表面機(jī)械加工中引起的損傷和輻射損傷等。
  掃描電鏡的結(jié)構(gòu)及主要性能
  掃描電鏡可粗略分為鏡體和電源電路系統(tǒng)兩部分。鏡體部分由電子光學(xué)系統(tǒng)、信號收集和顯示系統(tǒng)以及真空抽氣系統(tǒng)組成。
  1、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。
  2、信號收集及顯示系統(tǒng)
  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?,F(xiàn)在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。
  3、真空系統(tǒng)
  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,一般情況下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。
  4、電源系統(tǒng)
  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。
  5、各類顯微鏡主要性能的比較
  掃描電鏡由電子槍發(fā)射出來的電子束,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5nm,經(jīng)過二至三個(gè)電磁透鏡所組成的電子光學(xué)系統(tǒng),電子束會聚成一個(gè)細(xì)的電子束聚焦在樣品表面。在末級透鏡上邊裝有掃描線圈,在它的作用下使電子束在樣品表面掃描。
  由于高能電子束與樣品物質(zhì)的交互作用,結(jié)果產(chǎn)生了各種信息:二次電子、背反射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極發(fā)光和透射電子等。這些信號被相應(yīng)的接收器接收,經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上,調(diào)制顯像管的亮度。由于經(jīng)過掃描線圈上的電流是與顯像管相應(yīng)的亮度一一對應(yīng),也就是說,電子束打到樣品上一點(diǎn)時(shí),在顯像管熒光屏上就出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。
  掃描電鏡就是這樣采用逐點(diǎn)成像的方法,把樣品表面不同的特征,按順序,成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號,完成一幀圖像,從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像。
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