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一、基本結構 掃描電子顯微鏡主要由真空系統、電子光學系統和電氣控制系統三大部分組成。其中,電子光學系統包括電子槍、聚光鏡、物鏡以及掃描系統等關鍵部件。 二、工作原理電子束的產生與聚焦: - 由電子槍發射出電子束,這些電子在加速電壓的作用下被加速,并經過聚光鏡和物鏡的聚焦,形成一個非常細且能量集中的電子束。
電子束的掃描: - 聚焦后的電子束在樣品表面進行逐行掃描。這一過程是通過掃描線圈產生的磁場來控制電子束的偏轉來實現的。掃描線圈產生的磁場使得電子束在樣品表面以光柵狀掃描的方式逐點轟擊。
電子與樣品的相互作用: - 當高能電子束轟擊樣品表面時,會與樣品表面的物質發生相互作用,激發出多種物理信號,如二次電子、背散射電子、特征X射線、連續譜X射線、俄歇電子、透射電子和吸收電流等。
信號的收集與轉換: - 這些被激發出的物理信號會被相應的接收器接收。其中,二次電子是最常用的信號之一,因為它們能夠有效地反映樣品表面的形貌特征。接收到的信號經過放大后,被送到顯像管的柵極上,用于調制顯像管的電子束強度,即熒光屏上的亮度。
成像過程: - 由于掃描線圈產生的磁場與顯像管中的電子束掃描是同步的,因此樣品表面上的每一個點都會與熒光屏上的一個點一一對應。這樣,樣品表面的形貌特征就被轉換成了熒光屏上的圖像。通過逐點成像的方式,掃描電子顯微鏡能夠構建出樣品表面的高分辨率圖像。
三、特點與應用掃描電子顯微鏡具有高分辨率、大景深、大視野和成像立體效果好等特點。它廣泛應用于基礎科學研究、生產工藝控制、產品質量鑒定等領域,如國防、航天、生命科學、醫學、生物學、地質勘探、病蟲害的防治、災害鑒定、刑事偵察等。
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