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扫描电子显微镜利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态

点击次数:29 发布时间:2021-11-24

  扫描电子显微镜(SEM)是1965年发明的细胞生物学研究工具,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。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。
  一. 原理:
  如果入射电子撞击样品表面原子的外层电子,把它激发出来,就形成低能量的二次电子,在电厂的作用下它可呈曲线运动,翻越障碍进入检测器,使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。二次电子的强度主要与样品表面形貌有关。二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜的成像。当探针很细,分辨率高时,基本收集的是二次电子二背景电子很少,称为二次电子成像(SEI)。
  二. 结构:由3个部分组成:真空系统,电子束系统,成像系统。
  a 真空系统
  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。
  电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效,所以在使用SEM时需要用真空,或以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。为了增大电子的平均自由程,从而使得用于成像的电子更多。
  b 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。
  c 成像系统
  成像系统和电子束系统均内置在真空柱种。真空柱底端用于放置样品。

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