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(zhù)極其重要的作用,被廣泛應用于各種材料的形態(tài)結構、界面狀況、損傷機制及材料性能預測等方面的研究。利用掃描電鏡可以直接研究晶體缺陷及其產(chǎn)生過(guò)程,可以觀(guān)察金屬材料內部原子的集結方式和它們的真實(shí)邊界,也可以觀(guān)察在不同條件下邊界移動(dòng)的方式,還可以檢查晶體在表面機械加工中引起的損傷和輻射損傷等。
掃描電鏡的結構及主要性能
掃描電鏡可粗略分為鏡體和電源電路系統兩部分。鏡體部分由電子光學(xué)系統、信號收集和顯示系統以及真空抽氣系統組成。
1、電子光學(xué)系統
由電子槍?zhuān)姶磐哥R,掃描線(xiàn)圈和樣品室等部件組成。其作用是用來(lái)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度和圖像分辨率,掃描電子束應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
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的調制信號?,F在普遍使用的是電子檢測器,它由閃爍體,光導管和光電倍增器所組成。
3、真空系統
真空系統的作用是為保證電子光學(xué)系統正常工作,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
電源系統由穩壓,穩流及相應的安全保護電路所組成,其作用是提供掃描電鏡各部分所需的電源。
5、各類(lèi)顯微鏡主要性能的比較
掃描電鏡由電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束,在加速電壓的作用下,經(jīng)過(guò)磁透鏡系統匯聚,形成直徑為5nm,經(jīng)過(guò)二至三個(gè)電磁透鏡所組成的電子光學(xué)系統,電子束會(huì )聚成一個(gè)細的電子束聚焦在樣品表面。在末級透鏡上邊裝有掃描線(xiàn)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(xiàn)、俄歇電子、陰極發(fā)光和透射電子等。這些信號被相應的接收器接收,經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上,調制顯像管的亮度。由于經(jīng)過(guò)掃描線(xiàn)圈上的電流是與顯像管相應的亮度一一對應,也就是說(shuō),電子束打到樣品上一點(diǎn)時(shí),在顯像管熒光屏上就出現一個(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,成比例地轉換為視頻信號,完成一幀圖像,從而使我們在熒光屏上觀(guān)察到樣品表面的各種特征圖像。