sem掃描電鏡的工作原理介紹

掃描電子顯微鏡簡稱掃描電鏡，是一種大型精密儀器，它是機(jī)械學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、真空技術(shù)等多門學(xué)科的綜合應(yīng)用。該系列電鏡采用多接口的大樣品室和藝術(shù)級(jí)的物鏡設(shè)計(jì)，提供高低真空成像功能，可對(duì)各種材料表面作分析，并且具有X射線分析技術(shù)。確保在低電壓條件下提供高分辨率的銳利圖像，同時(shí)還可以進(jìn)行準(zhǔn)確的能譜分析。樣品臺(tái)為五軸全自動(dòng)控制。標(biāo)準(zhǔn)的率無油渦輪分子泵能夠滿足快速的樣品更換和無污染(免維護(hù))成像分析。

sem掃描電鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)、晶格振動(dòng) （聲子)、電子振蕩 （等離子體）。原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測(cè)樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機(jī)理，采用不同的信息檢測(cè)器，使選擇檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。如對(duì)二次電子、背散射電子的采集，可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息；對(duì)x射線的采集，可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息。正因如此，根據(jù)不同需求，可制造出功能配置不同的sem掃描電鏡。

工作原理：

sem掃描電鏡由電子槍發(fā)射出電子束(直徑約50um)，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5 nm的電子束，聚焦在樣品表面上，在第ER聚光鏡和物鏡之間偏轉(zhuǎn)線圈的作用下，電子束在樣品上做光柵狀掃描，電子和樣品相互作用產(chǎn)生信號(hào)電子。這些信號(hào)電子經(jīng)探測(cè)器收集并轉(zhuǎn)換為光子，再經(jīng)過電信號(hào)放大器加以放大處理，成像在顯示系統(tǒng)上。

試樣可為塊狀或粉末顆粒，成像信號(hào)可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是主要的成像信號(hào)。由電子槍發(fā)射的能量為5～35keV的電子，以其交叉斑作為電子源，經(jīng)二級(jí)聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強(qiáng)度和束斑直徑的微細(xì)電子束，在掃描線圈驅(qū)動(dòng)下，于試樣表面按一定時(shí)間、空間順序做柵網(wǎng)式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用，產(chǎn)生二次電子發(fā)射(以及其他物理信號(hào))，二次電子發(fā)射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號(hào)被探測(cè)器收集轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)視頻放大后輸入到顯像管柵極，調(diào)制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度，掃描電鏡得到反應(yīng)試樣表面形貌的二次電子像。