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掃描電子顯微鏡概述

放大字體  縮小字體 發布日期:2010-11-20  來源:丁香通
核心提示:掃描電子顯微鏡概述

一、掃描電子顯微鏡的工作原理

掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣表面逐點掃描成像。試樣為塊狀或粉末顆粒,成像信號可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是最主要的成像信號。由電子槍發射的能量為5~35keV 的電子,以其交叉斑作為電子源,經二

級聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度和束斑直徑的微細電子束,在掃描線圈驅動下,于試樣表面按一定時間、空間順序作柵網式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用,產生二次電子發射(以及其它物理信號),二次電子

發射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號被探測器收集轉換成電訊號,經視頻放大后輸入到顯像管柵極,調制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度,得到反映試樣表面形貌的二次電子像。

二、掃描電鏡的特點

1.可以觀察直徑為0 ~30mm的大塊試樣(在半導體工業可以觀察更大直徑),制樣方法簡單。

2.場深大(三百倍于光學顯微鏡),適用于粗糙表面和斷口的分析觀察;圖像富有立體感、真實感、易于識別和解釋。

3.放大倍數變化范圍大,一般為15 ~200000 倍,對于多相、多組成的非均勻材料便于低倍下的普查和高倍下的觀察分析。

4.具有相當高的分辨率,一般為3.5 ~6nm。

5.可以通過電子學方法有效地控制和改善圖像的質量,如通過調制可改善圖像反差的寬容度,使圖像各部分亮暗適中。采用雙放大倍數裝置或圖像選擇器,可在熒光屏上同時觀察不同放大倍數的圖像或不同形式的圖像。

6.可進行多種功能的分析。與X射線譜儀配接,可在觀察形貌的同時進行微區成分分析;配有光學顯微鏡和單色儀等附件時,可觀察陰極熒光圖像和進行陰極熒光光譜分析等。

7.可使用加熱、冷卻和拉伸等樣品臺進行動態試驗,觀察在不同環境條件下的相變及形態變化等。

三、掃描電鏡的主要結構

1.電子光學系統:電子槍;聚光鏡(第一、第二聚光鏡和物鏡);物鏡光闌。

2.掃描系統:掃描信號發生器;掃描放大控制器;掃描偏轉線圈。

3.信號探測放大系統:探測二次電子、背散射電子等電子信號。

4.圖象顯示和記錄系統:早期SEM采用顯象管、照相機等。數字式SEM采用電腦系統進行圖象顯示和記錄管理。

5.真空系統:真空度高于10-4 Torr 。常用:機械真空泵、擴散泵、渦輪分子泵。

6.電源系統:高壓發生裝置、高壓油箱。

 

編輯:songjiajie2010

 
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