SEM基本结构及工作原理

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扫描电子显微镜的构造和工作原理

扫描电子显微镜的构造和工作原理

扫描电子显微镜的构造和工作原理扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,它通过使用聚焦的电子束来替代传统显微镜中使用的光束,从而能够观察到非常小尺寸的物体或细节。

SEM的构造和工作原理如下:构造:1.电子源:SEM使用热电子发射或场致发射的方式产生电子束。

常用的电子源是热丝电子枪,其中一个被称为热阴极的钨丝加热电子产生材料,产生电子束。

2. 电子透镜系统:SEM中有两个电子透镜,分别称为透镜1(即准直透镜)和透镜2(即聚经透镜)。

透镜1和透镜2的作用是使电子束呈现较小的束斑(electron beam spot),从而提高分辨率和放大率。

3. 检测系统:SEM的检测系统包括两个主要部分,即二次电子检测器(Secondary Electron Detector,SED)和回散射电子检测器(Backscattered Electron Detector,BED)。

SED主要用于表面形貌观察,它能够检测到由扫描电子激发的二次电子。

BED则用于分析样品的成分和区分不同物质的特性。

4.微控样品台:SEM中的样品台可以精确调整样品位置,使其与电子束的路径重合,并且可以在不同的方向上转动,以便于观察不同角度的样品。

5.显示和控制系统:SEM使用计算机控制系统来控制电子束的扫描和样品台的移动,并将观察结果显示在计算机屏幕上。

工作原理:1.电子束的生成:SEM中的电子源产生高能电子束。

电子源加热电子发射材料,如钨丝,产生高速电子束。

2.电子透镜系统的聚焦:电子束经过透镜1和透镜2的聚焦,使其呈现出较小的束斑。

3.样品的扫描:样品台上的样品被置于电子束的路径中,并通过微控样品台控制样品的位置和方向。

电子束扫描过样品表面,通过电磁透镜和扫描线圈控制电子束的位置。

4.二次电子和回散射电子的检测:电子束与样品相互作用时,会产生二次电子和回散射电子。

二次电子是由电子束激发样品表面产生的电子,可以用来观察样品的表面形貌。

结构方程模型_SEM_的原理及操作

结构方程模型_SEM_的原理及操作

结构方程模型_SEM_的原理及操作
一、结构方程模型SEM介绍
结构方程模型(Structural Equation Model,简称SEM)是一种统计分析工具,被广泛应用在社会科学和心理学等领域用来描述复杂的变量之间的关系。

它可以探索变量之间直接的因果关系,也可以测量变量之间的因变关系。

结构方程模型的主要组成部分有:潜变量、表征变量和解释变量。

潜变量是不能被观测到的抽象变量,它是变量与变量之间关系的本质。

表征变量是潜变量的表达形式,它可以被定量测量,从而与其他变量形成因果关系。

解释变量是潜变量和表征变量之间的链接,它是表征变量和潜变量之间的中介变量。

结构方程模型的一般结构包括:(1)因变量,指潜在因素对表征变量的影响;(2)表征变量,指潜在因素和解释变量的表达形式;(3)解释变量,指变量和变量之间的关系;(4)内部关系,指表征变量和解释变量之间的关系。

二、结构方程模型的原理
结构方程模型的原理是基于概率理论和统计学的统计方法,它可以根据样本数据和一定的模型假设拟合出变量之间的因果关系结构。

结构方程模型的目标是根据数据估计出变量之间的系统内因果关系,从而把变量之间的关系模型化。

sem的工作原理

sem的工作原理

sem的工作原理
SEM(搜索引擎营销)的工作原理是通过投放关键词广告,
并基于用户在搜索引擎中输入的关键词来触发广告展示,以吸引目标用户点击广告进而访问网站,从而达到宣传产品或服务、提高品牌知名度、增加销售等目的。

具体工作流程如下:
1. 广告主选择相关的关键词:广告主通过广告平台选择与其产品、服务或品牌相关的关键词,例如,如果广告主是一家手机品牌,可能会选择关键词如“手机品牌”、“最新手机”、“高性
能手机”等。

2. 设定广告投放参数:广告主进一步设定广告的预算、地理位置、设备类型等投放参数,以确保广告投放的准确性和高效性。

3. 拍卖关键词排名:当用户在搜索引擎中输入相关关键词进行搜索时,搜索引擎会进行广告位的拍卖。

搜索引擎会根据广告主的出价、广告质量得分、广告与搜索关键词的匹配度等因素来决定广告的排名。

4. 广告展示与点击:当搜索引擎决定将广告展示在某个用户的搜索结果中时,用户会看到广告文字、图片或视频,如果用户对广告感兴趣,他们有可能会点击广告,进而访问广告主的网站。

5. 优化广告效果:广告主可以通过监测广告的点击率、转化率、用户行为等数据来评估广告的效果,并进行相应的调整和优化。

这样可以提高广告的点击率和转化率,进一步提升广告的效果。

总之,SEM通过在与产品或服务相关的关键词搜索中投放广告,吸引目标用户点击广告并访问网站,从而实现品牌宣传和拓展市场的目标。

SEM(扫描电子显微镜)的原理

SEM(扫描电子显微镜)的原理

SEM(扫描电子显微镜)的原理
SEM是一种通过高能电子束扫描样品表面并利用其所产生的
信号来形成图像的显微镜。

其原理是利用电子束与样品表面交互所产生的各种信号(如二次电子、反射电子、散射电子、背散射电子等)作为样品表面形貌信息的载体,经过放大和成像后形成对样品表面形貌的图像。

具体来说,SEM的主要原理包括:
1. 高能电子束的产生
SEM使用的电子束通常由热阴极或场发射型阴极产生。

电子
从阴极中发射出来后,经过加速管加速到几千伏至数十万伏的高能电子束。

2. 电子束的聚焦
SEM使用电磁聚焦系统将电子束聚焦到非常小的点上,从而
实现高分辨率成像。

聚焦系统通常由多组圆柱形或双凸透镜组成。

3. 样品表面的交互
高能电子束照射样品表面时,会与样品表面相互作用,产生各种不同的信号。

这些信号包括二次电子、反射电子、散射电子、背散射电子等,它们可以提供关于样品表面形貌、成分和结构的信息。

4. 信号的检测和处理
SEM的检测系统通常由二次电子检测器、反射电子检测器、消旋极检测器等多种类型的检测器组成。

这些检测器负责收集和处理样品表面产生的各种信号,经过放大和成像等处理后,成为最终的SEM图像。

综上所述,SEM主要通过高能电子束和样品表面信号的交互来实现图像的成像和分析。

它能够观察到样品表面微观结构的形貌、成分和表面化学性质等信息,具有广泛的应用价值。

扫描电镜的基本结构和工作原理教材

扫描电镜的基本结构和工作原理教材

扫描电镜的基本结构和工作原理教材扫描电镜的基本结构和工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束来观察物质表面形貌和成分的高分辨率显微镜。

相比传统光学显微镜,扫描电镜具有更高的放大倍率和更好的分辨率,能够观察到更细微的细节。

一、基本结构扫描电镜主要由电子枪、电子透镜系统、样品台、探测器和显示器等组成。

1. 电子枪:电子枪是扫描电镜的核心部件之一,负责产生高能电子束。

电子枪由热阴极和阳极组成,热阴极通过加热产生热电子,经过加速电场加速后形成电子束。

2. 电子透镜系统:电子透镜系统由多个透镜组成,用于控制电子束的聚焦和聚束。

电子束经过电子透镜系统后,能够形成较小的束斑并具有较高的聚焦度,从而提高分辨率。

3. 样品台:样品台是放置待观察样品的平台,通常由金属材料制成。

样品台上的样品通过调整样品台的位置和角度,可以在电子束下进行观察。

4. 探测器:探测器是用来接收经过样品表面反射或散射的电子信号,并将其转化为图像信号。

常见的探测器有二次电子探测器和反射电子探测器等。

5. 显示器:显示器用于显示扫描电镜观察到的图像,将电子信号转化为可见的图像。

二、工作原理扫描电镜的工作原理基于电子和物质的相互作用。

当高能电子束照射到样品表面时,会与样品中的原子和电子发生相互作用,产生各种信号。

1. 二次电子信号:当电子束照射到样品表面时,会激发样品表面的原子和电子,使其发射出较低能量的二次电子。

二次电子信号的强度与样品表面形貌和成分有关,通过探测器接收并放大二次电子信号,可以得到样品表面形貌的图像。

2. 反射电子信号:部分电子束会被样品表面反射回来,形成反射电子信号。

反射电子信号的强度与样品表面的原子排列和晶体结构有关,通过探测器接收反射电子信号,可以得到样品的晶体结构信息。

3. 辐射光谱:当电子束与样品表面相互作用时,还会产生X射线、荧光和透射电子等辐射。

通过分析这些辐射信号,可以获取样品的元素成分和化学状态等信息。

SEM工作原理与使用方法

SEM工作原理与使用方法

SEM工作原理与使用方法SEM(扫描电子显微镜)是一种使用电子束对样品进行成像的显微镜。

与光学显微镜相比,SEM具有更高的分辨率和放大倍数,能够显示更小尺寸的样品细节。

SEM广泛应用于材料科学、生物学、化学和纳米技术等领域。

本文将介绍SEM的工作原理和使用方法。

SEM的工作原理:SEM使用电子束而不是光线来照射样品,并通过收集散射的电子来获得图像。

一般来说,SEM包括以下几个主要的部分:电子枪、聚焦系统、样品台、检测系统和显示系统。

1.电子枪:电子枪产生高速的电子束。

其工作原理是通过在热阴极附近加热产生的热电子,被高压枪芯电场加速并形成一个细束的电子束。

这个束被称为原始电子束。

2.聚焦系统:原始电子束经过由磁环组成的聚焦系统,通过调整磁场来聚焦电子束,使其具有更好的聚焦能力。

这样可以使电子束更加凝聚和集中,以准确地照射样品。

3.样品台:样品放置在样品台上。

样品台可以通过微调机械装置进行调整,以便将样品放置在正确的位置并获得最佳的成像效果。

常用的样品制备方法包括金属喷溅、真空蒸镀和冷冻切片等。

4.检测系统:电子束照射到样品上时,会发生与样品相互作用的散射。

检测系统主要包括接收和检测这些散射电子的装置。

这些散射电子被放大并转换为电子信号。

5.显示系统:收集到的电子信号经过处理,通过显示设备(如计算机显示器)以图像的形式呈现。

SEM的使用方法:1.样品制备:首先,样品需要被制备成薄片、薄片或粉末的形式。

然后,样品需要被金属喷溅、真空蒸镀或冷冻切片等方法进行表面处理。

2.调整SEM系统参数:选择合适的加速电压、工作距离和聚焦电流等参数,以获得适当的分辨率和成像深度。

不同的样品可能需要不同的参数设置。

3.放置样品:将制备好的样品放置在样品台上,并使用微调机械装置进行调整,使样品可以位于所需的位置。

4.获取图像:打开SEM系统,开始获取图像。

在整个过程中,可以根据需要调整聚焦、缩放和对比度等参数,以获得清晰的图像。

扫描电子显微镜(SEM)-介绍-原理-结构-应用

扫描电子显微镜(SEM)-介绍-原理-结构-应用
扫描线圈 物镜 物镜光栏
探头
扫描发生器 显像管
视频放大器
光电倍增管
试样
光导管
试样台
扫描电子显微镜主要由以下四个部分组成: 1. 电子光学系统:作用是获得扫描电子束,
作为信号的激发源。 2. 信号收集及显示系统:作用是检测样品在
入射电子作用下产生的物理信号 3. 真空系统:用来在真空柱内产生真空 4. 电源系统:作用是提供扫描电镜各部分所
3.3 背散射电子
背散射(backscattered)电子是指入射电子在样 品中受到原子核的卢瑟福散射后被大角度反射,再 从样品上表面射出来的电子,这部分电子用于成像 就叫背散射成像。 背散射分为两大类:弹性背散射和非弹性背散射。 弹性散射不损失能量,只改变方向。非弹性散射不 仅改变方向,还损失能量。从数量上看,弹性背反 射电子远比非弹性背反射电子所占的份额多。背反 射电子的产生范围在100nm-1mm深度。
d4
光电倍增管
d3:扫描系统ຫໍສະໝຸດ 试样光导管d4:试样室
试样台
2.1.1 电子枪
电子枪:钨丝成V形,灯丝中通以加热电流, 当达到足够温度时(一般操作温度为 2700K),发射电子束。在10-6Torr的真空 下,其寿命平均约40—80小时。
电子束 光阑孔
2.1.2 电磁透镜
电磁透镜:透镜系统中所用的透镜都是缩 小透镜,起缩小光斑的作用。缩小透镜 将电子枪发射的直径为30μm左右的电 子束缩小成几十埃,由两个聚光镜和一 个末透镜完成,三个透镜的总缩小率约 为2000~3000倍
03
SEM工作原理
3 扫描电镜成像的物理信号
入射电子轰击样品产生的物理信号
电子束与样品原子间的相互作用是表 现样品形貌和内部结构信息的唯一途 径。入射电子与样品原子中的电子和 原子核会发生弹性碰撞和非弹性碰撞, 所产生各种电子信号和电磁辐射信号 都带有样品原子的信息,从不同角度 反映出了样品的表面形貌、内部结构、 所含元素成分、化学状态等。

扫描电镜的基本结构和工作原理讲解

扫描电镜的基本结构和工作原理讲解

扫描电镜的基本结构和工作原理讲解扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,用于观察和研究微观世界中的样品。

它通过利用电子束与样品的相互作用,获取样品表面的形貌和成分信息。

本文将详细介绍扫描电镜的基本结构和工作原理。

一、基本结构扫描电镜主要由以下几个部分组成:1. 电子枪(Electron Gun):电子枪是扫描电镜的核心部件之一,它产生高能电子束。

电子束的形成是通过热发射或场发射的方式,通过加热或加电场使金属阴极发射电子。

2. 准直系统(Condenser System):准直系统用于聚焦和准直电子束。

它由准直透镜和聚焦透镜组成,能够将电子束聚焦成细小的束斑并准直。

3. 样品台(Sample Stage):样品台是放置待观察样品的平台。

它通常具有微动装置,可以在水平和垂直方向上移动样品,以便于观察不同区域。

4. 扫描线圈(Scan Coils):扫描线圈用于控制电子束在样品表面的扫描。

通过调节扫描线圈的电流,可以控制电子束的位置和扫描速度。

5. 检测器(Detector):检测器用于接收样品表面反射、散射或发射的信号。

常用的检测器包括二次电子检测器和反射电子检测器。

6. 显示器和计算机系统:显示器用于显示扫描电镜获取的图像,计算机系统用于图像的处理和分析。

二、工作原理扫描电镜的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 电子束的产生:电子束由电子枪产生,通过加热或加电场的方式使金属阴极发射电子。

电子枪通常采用热阴极或场发射阴极。

2. 电子束的准直和聚焦:电子束经过准直系统的聚焦透镜和准直透镜,被聚焦成细小的束斑并准直。

3. 电子束与样品的相互作用:准直后的电子束通过扫描线圈控制在样品表面的扫描。

当电子束与样品相互作用时,会发生多种相互作用,包括二次电子发射、反射电子、散射电子等。

4. 信号的检测:样品表面反射、散射或发射的信号被检测器接收。

SEM的结构及工作原理

SEM的结构及工作原理

样品的放置和操作方法
1
样品定位
将样品放置在样品台上,并调整位置
电子束对焦
2

和角度。
使用聚焦控制器对电子束进行对焦,
以获得清晰的图像。
3
操作控制
通过操作控制面板对SEM进行操作, 包括扫描模式和信号检测。
SEM的扫描模式
点扫描
电子束逐个点地扫描样品 表面,生成图像。
线扫描
电子束按照线条的方式扫 描样品表面,快速生成图 像。
2 样品污染
定期清洁和处理样品台,以避免样品污染和退化。
3 系统故障
根据SEM制造商的指南进行系统维护和故障排除。
SEM的使用注意事项
安全
操作SEM时,遵循安全操作规程,以防止意外发生。
样品保护
选择合适的参数和条件,以保护样品免受电子束损害。
设备保养
定期进行设备保养和维护,以保持SEM的正常运行。
加速电压和电子束
SEM使用加速电压加速电子束的速度,以控制电子投射和图像清晰度。高加速电压可以增加电子束的穿 透能力,提高样品的分辨率。
SEM中的样品处理和准备
1 固定
样品需要被固定在适当的支架上,以保持稳定。
2 表面处理
一些样品需要进行表面处理,如涂覆导电层。
3 真空处理
在SEM的真空环境下,样品需要进行适当的处理和清洁。
SEM的结构及工作原理
扫描电子显微镜(SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,能够通过扫描样品 表面上的电子束来获取高清晰度的图像。本节将介绍SEM的结构和工作原理, 以及其在科学技术领域的广泛应用。
SEM概述
高分辨率
SEM能够提供高分辨率的图像,揭示微观世 界的细节。
非接触式

扫描电镜的基本结构和工作原理

扫描电镜的基本结构和工作原理

扫描电镜的基本结构和工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,它通过扫描样品表面并利用电子束与样品相互作用来获取样品的表面形貌和成份信息。

下面将详细介绍扫描电镜的基本结构和工作原理。

一、基本结构1. 电子枪:扫描电镜的电子枪是电子束的发射源,它由热阴极和加速电极组成。

热阴极通过加热发射电子,加速电极则用于控制电子束的能量和聚焦。

2. 准直系统:准直系统包括准直磁铁和透镜,主要用于聚焦电子束并使其垂直于样品表面。

3. 扫描线圈:扫描线圈用于控制电子束在样品表面的扫描范围,通过改变扫描线圈的电流,可以实现对样品不同区域的扫描。

4. 检测系统:检测系统主要包括二次电子检测器和后向散射电子检测器。

二次电子检测器用于检测样品表面的二次电子发射信号,后向散射电子检测器则用于检测样品表面的后向散射电子。

5. 显示和记录系统:显示和记录系统用于将检测到的信号转化为图象,并显示在显示器上或者记录在存储介质上。

二、工作原理扫描电镜的工作原理主要分为以下几个步骤:1. 电子束的发射:扫描电镜中的电子束是通过热阴极发射的。

热阴极受到加热,产生高能电子。

2. 电子束的聚焦:经过准直系统的调节,电子束被聚焦为一个细小的束流,并且垂直于样品表面。

3. 电子束的扫描:扫描线圈控制电子束在样品表面的扫描范围。

电子束按照预设的扫描模式在样品表面扫描,扫描过程中,电子束与样品表面相互作用。

4. 信号的检测:样品表面与电子束相互作用后,会产生一系列的信号,包括二次电子和后向散射电子。

二次电子检测器和后向散射电子检测器将这些信号转化为电信号。

5. 图象的生成:检测到的电信号经过放大和处理后,转化为图象信号。

这些图象信号经过显示和记录系统的处理,最平生成可见的样品表面形貌图象。

扫描电镜的基本结构和工作原理使其能够在高分辨率下观察样品的表面形貌和成份信息。

相比传统的光学显微镜,扫描电镜具有更高的放大倍数和更高的分辨率,可以观察到更细微的细节。

SEM的工作原理及其应用

SEM的工作原理及其应用

SEM的工作原理及其应用1. SEM的工作原理扫描电子显微镜(SEM)是一种基于电子束照射样品并探测样品表面反射电子的显微镜。

SEM的工作原理基于电子物理学和电子光学原理。

SEM中的主要组件包括电子枪、透镜系统、样品台和探测器。

SEM工作流程如下: 1. 电子枪:产生并加速电子束; 2. 透镜系统:主要由聚焦透镜和缩聚透镜组成,用于控制电子束的聚焦和投射; 3. 样品台:用于支持和旋转样品,使样品可以在电子束下均匀暴露; 4. 探测器:用于检测样品表面反射的电子,并将其转化为电子图像。

SEM主要的工作原理是通过电子束与样品表面的相互作用来获得高分辨率的图像。

当电子束照射到样品表面时,电子束与样品原子之间会发生多种相互作用,包括透射、反射、散射等。

SEM主要依靠样品表面反射的电子来生成图像,通过探测器可以探测到这些反射的电子,并转化为图像。

2. SEM的应用SEM具有高分辨率、大深度焦点和大视场等优点,因此在各个领域有广泛的应用。

2.1 材料科学在材料科学领域,SEM被用于研究材料的形态、微结构和化学成分。

通过SEM 可以观察材料表面的形貌、晶粒结构、晶界等微观结构,从而研究材料的性质和性能。

此外,SEM还可用于材料的质量控制和失效分析等。

2.2 生命科学在生命科学领域,SEM被用于研究生物样品的形态、结构和表面特性。

通过SEM可以观察生物样品的形貌、细胞结构、细胞器和细菌等微生物。

此外,SEM还可用于研究生物材料的表面处理和功能化等。

2.3 矿物学和地质学在矿物学和地质学领域,SEM被用于研究岩石、矿物和地质样品的形态、组成和微结构。

通过SEM可以观察岩石和矿物样品的晶体结构、矿物组成和微观结构,从而研究其成因、演化和性质。

2.4 纳米技术在纳米技术领域,SEM被用于研究纳米材料的形貌、尺寸和结构。

通过SEM可以观察纳米材料的尺寸、形状、表面形貌和结构,从而研究其性质和应用。

此外,SEM还可用于纳米材料的制备和表征等。

sem的成像原理和过程

sem的成像原理和过程

sem的成像原理和过程
SEM是扫描电子显微镜的缩写,它利用电子束来成像样品表面
的微观结构。

SEM的成像原理和过程可以从以下几个方面来进行全
面的解释:
1. 原理:
SEM利用电子束与样品表面相互作用产生的信号来获取图像。

当电子束照射到样品表面时,会发生多种相互作用,包括次级电子
发射、背散射电子发射、X射线等。

这些信号被探测器捕获并转换
成电信号,最终形成样品表面的图像。

2. 过程:
SEM成像的过程包括样品的制备、电子束的扫描和信号的探测。

样品制备,样品通常需要被涂覆一层导电薄膜,以便在电子束
照射时产生信号。

然后样品被安装在SEM的样品台上。

电子束扫描,SEM中的电子枪产生高能电子束,它们被聚焦和
定位后在样品表面上进行扫描。

扫描的方式可以是逐行扫描或者斑点扫描。

信号探测,当电子束照射到样品表面时,会产生多种信号,包括次级电子、背散射电子和X射线等。

这些信号被探测器捕获并转换成电信号。

图像形成,最后,这些电信号被转换成图像,显示出样品表面的微观结构。

总的来说,SEM成像原理和过程涉及到电子束与样品相互作用产生信号,以及信号的捕获和转换成图像的过程。

这种成像技术能够提供高分辨率、深度信息和表面形貌的细节,因此在材料科学、生物学、纳米技术等领域有着广泛的应用。

SEM的原理及应用

SEM的原理及应用

SEM的原理及应用SEM全称为扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope),是一种利用电子束与物质相互作用来观察样品微观特征的仪器。

SEM具有高分辨率、大深度、大视场等优点,广泛应用于材料科学、生物科学、化学科学、地质科学等领域。

本文将详细介绍SEM的原理及应用。

一、SEM的原理SEM的工作基于电子光学原理和物质与电子束的相互作用。

SEM主要由电子枪、样品台、透镜系统、检测器、图像处理系统等主要部分组成。

1.电子枪:SEM的电子枪主要由热阴极、加速电极、聚焦光圈、碟形阿诺德透镜等组成。

电子束通过电子枪发射出来,并由聚焦光圈和碟形阿诺德透镜聚焦和控制束流。

2.样品台:样品台是在SEM中放置样品的地方。

样品通常需要进行金属镀膜处理,以增加导电性和防止静电效应。

3.透镜系统:透镜系统主要包括透镜和扫描螺线管。

透镜用于聚焦电子束,而扫描螺线管则用于控制电子束扫描样品表面。

4.检测器:检测器用于接收从样品表面反射、散射或发射的电子或光子信号,转化为电信号。

5.图像处理系统:图像处理系统用于处理和显示SEM观察到的样品表面特征。

二、SEM的应用1.材料科学:SEM广泛应用于材料科学中的材料表面形貌、晶体结构和材料成分的分析。

通过SEM可以观察到金属、陶瓷、聚合物等材料的微观结构、晶粒大小和分布、表面纹理等信息。

2.生物科学:SEM在生物科学中被用于观察生物样品的细胞结构、细胞器、细胞表面形态等。

通过SEM还可以研究生物样品的生物膜、生物纤维、细胞组织等。

3.化学科学:SEM在化学科学研究中被用来观察材料表面的化学反应、催化剂的表面形貌、电化学反应等。

通过SEM还可以进行元素分析,如能谱分析(EDS)和电子探针X射线显微镜分析(EPMA)。

4.地质科学:SEM在地质科学中被用来观察岩矿、沉积物、岩芯等的微观结构和成分分析。

通过SEM可以研究矿物的晶体结构、颗粒形貌、孔隙结构等。

5.纳米材料研究:SEM可以用于纳米材料的观察和表征,如纳米颗粒的大小、形态和分布情况等。

SEM基本结构及工作原理

SEM基本结构及工作原理

SEM基本结构及⼯作原理SEM基本结构及原理1 电⼦束与样品表⾯的作⽤弹性散射:电⼦束的能量不损失,只改变⽅向,如背散射电⼦。

⾮弹性散射:⼊射电⼦熟不进改变⽅向,也改变能量。

包括⼆次电⼦,俄歇电⼦,特征X射线,荧光。

图1 电⼦束与样品的作⽤深度⽰意图1.1 ⼆次电⼦Secondary electron⼆次电⼦是指背⼊射电⼦轰击出来的核外电⼦。

由于原⼦核和外层价电⼦间的结合能很⼩,当原⼦的核外电⼦从⼊射电⼦获得了⼤于相应的结合能的能量后,可脱离原⼦成为⾃由电⼦。

如果这种散射过程发⽣在⽐较接近样品表层处,那些能量⼤于材料逸出功的⾃由电⼦可从样品表⾯逸出,变成真空中的⾃由电⼦,即⼆次电⼦。

⼆次电⼦来⾃表⾯5-10nm的区域,⼆次电⼦的逃逸深度很⼩,在⼊射电⼦束处,约为5λ,⾦属λ=1nm,⾮⾦属λ=10nm。

图2 ⼆次电⼦产量与逃逸深度关系能量为0-50eV。

它对试样表⾯状态⾮常敏感,能有效地显⽰试样表⾯的微观形貌。

由于它发⾃试样表层,⼊射电⼦还没有被多次反射,因此产⽣⼆次电⼦的⾯积与⼊射电⼦的照射⾯积没有多⼤区别,所以⼆次电⼦的分辨率较⾼,⼀般可达到5-10nm。

扫描电镜的分辨率⼀般就是⼆次电⼦分辨率。

⼆次电⼦产额随原⼦序数的变化不⼤,它主要取决于表⾯形貌,呈以下关系:δ(θ)= δ0Secθ图3⼆次电⼦产量与样品倾斜⾓度关系θ增⼤时δ增⼤,样品表⾯的起伏形貌与样品倾转原理⼀样,形成形貌衬度。

⼊射电⼦与样品核外电⼦碰撞,使样品表⾯的核外电⼦被激发出来的电⼦,是作为SEM的成像信号,代表样品表⾯的结构特点。

图4 ⼆次电⼦的检测⽰意图1.2 背散射电⼦back scattered electron背散射电⼦是由样品反射出来的初次电⼦,是弹性散射返回来的电⼦,其主要特点是:能量很⾼,有相当部分接近⼊射电⼦能量,总能量约占⼊射点⼦能量的30%,在试样中产⽣的范围⼤,像的分辨率低。

背散射电⼦发射系数随原⼦序数增⼤⽽增⼤。

扫描电子显微镜的结构与原理

扫描电子显微镜的结构与原理

信号的收集与处理
在相互作用过程中产生的二次电子和背反 射电子被信号检测器收集,然后通过一系 列的放大和滤波处理,将信号转换为电信 号。这些电信号再被送入显示系统进行处 理,最终形成可供观察和分析的图像
图像的形成与显示
显示系统通常由一台计算机和显示器组成。 计算机接收到来自信号检测器的电信号后, 将其转换为数字信号,再通过图像处理软件 进行进一步处理。处理后的图像被实时显示 在计算机屏幕上或存储在硬盘中以供后续分 析。用户可以通过调整显微镜的各种参数( 如扫描速度、分辨率等)来优化图像质量
3
电子束的产生与聚焦
在扫描电子显微镜中,电子枪产 生电子束,经过加速电压加速后 ,通过一系列电磁透镜将电子束 缩小并聚焦在样品表面。这些透 镜通常由多个电磁线圈组成,通 过调整线圈电流的大小来控制透 镜的焦距,进而改变电子束的大 小和形状
电子束与样品的相互作用
当电子束扫描到样品表面时,会 与样品产生多种相互作用。其中 最主要的是二次电子和背反射电 子的产生。二次电子是样品表面 受到电子束轰击后,从原子中释 放出的低能电子。背反射电子则 是从样品表面反射回的较高能量 的电子。这两种信号都可以用于 形成样品的形貌图像
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引言
基本结构 工作原理 结论
1
它利用电子束扫描样品表面, 产生多种相互作用,从而获得 样品的形貌、成分、晶体结构
等信息
扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,简称 SEM)是一种用于观察物质表面 微观结构的电子光学仪器 本文将介绍扫描电子显微镜的 基本结构和工作原理
2
扫描电子显微镜主要由 以下几个部分组成

sem的基本原理和应用

sem的基本原理和应用

SEM的基本原理和应用一、SEM的基本原理扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,简称SEM)是一种电子显微镜,利用束缚电子的相互作用原理,通过扫描样品表面来获取样品的形貌和成分信息。

SEM具有高分辨率、大深度和大视场等特点,因而广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。

SEM的基本原理主要包括以下几个方面:1.电子束发射:SEM通过电子枪产生高能电子束,并通过电子光学系统将电子束聚焦到样品表面。

电子束经过聚焦后呈现高度的准直性和较小的波动。

2.显微镜枪柱:SEM的显微镜枪柱结构由电子枪、准直系统和对比度系统组成。

其中,电子枪产生电子束,准直系统用于控制电子束的聚焦和准直,对比度系统可调节电子束的亮度。

3.扫描线圈:扫描线圈是SEM中的重要组成部分,它用来控制电子束的扫描作用。

扫描线圈能使电子束在样品表面上进行逐点扫描,从而获取样品的形貌和成分信息。

4.信号检测:SEM通过信号检测系统来接收和处理样品表面反射、散射或放射出的不同信号。

主要包括:二次电子检测系统、反射电子检测系统和透射电子检测系统。

二、SEM的应用SEM作为一种非常重要的表征工具,在各个领域都有广泛的应用。

2.1 材料科学SEM在材料科学中起着至关重要的作用。

它可以用来观察材料的微观形貌、晶体结构等信息,帮助科研人员分析材料的性能和性质。

另外,通过SEM还可以进行能谱分析、显微X射线衍射等技术的结合,实现对材料的全面表征。

2.2 生物学在生物学研究中,SEM可以用来观察生物样品的形态结构,如细胞形态、胞器结构等。

通过SEM观察到的生物样品形貌图像能够为研究者提供很多信息,有助于对生物样品的研究和分析。

2.3 纳米技术SEM在纳米技术研究中的应用也越来越广泛。

由于SEM具有高分辨率和大深度的特点,它可以用来观察纳米材料的表面形貌、纳米颗粒的分布情况等。

此外,通过SEM还可以进行纳米材料的尺寸分析和形状分析,提供数据支持。

扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种高分辨率的显微镜,利用电子束与样品之间的相互作用来获取样品表面的形貌和结构信息。

它在材料科学、生物学、医学、纳米技术等领域具有广泛的应用。

一、扫描电镜的基本原理扫描电镜的基本原理是利用电子束与样品表面的相互作用来获得样品表面的形貌和结构信息。

其主要由电子光学系统、扫描控制系统和图象显示系统三部份组成。

1. 电子光学系统扫描电镜的电子光学系统主要包括电子枪、透镜系统和探测器。

电子枪通过加热阴极产生热电子,经过加速电压加速后形成高速电子束。

透镜系统包括聚焦透镜和扫描线圈,通过调节透镜电压和扫描线圈电压来控制电子束的聚焦和扫描。

探测器用于检测样品表面的信号并转换为电信号。

2. 扫描控制系统扫描控制系统主要由扫描线圈和样品台组成。

扫描线圈通过改变电流大小和方向来控制电子束的扫描范围和速度。

样品台用于固定和调节样品位置,保证样品与电子束之间的距离和角度的稳定。

3. 图象显示系统图象显示系统主要由信号放大器、数字转换器和显示器组成。

信号放大器用于放大探测器输出的电信号,数字转换器将摹拟信号转换为数字信号,最后通过显示器将数字信号转换为可视的图象。

二、扫描电镜的工作过程扫描电镜的工作过程主要包括样品制备、样品加载、电子束扫描和图象获取四个步骤。

1. 样品制备样品制备是扫描电镜工作的前提,样品的制备质量直接影响到最终的观察结果。

常见的样品制备方法包括金属薄膜沉积、切片制备、离子切割等。

2. 样品加载样品加载是将制备好的样品放置到扫描电镜的样品台上,并调整样品位置和角度,使得样品表面与电子束之间的距离和角度适合观察要求。

3. 电子束扫描电子束扫描是通过控制扫描线圈的电流和方向,使得电子束在样品表面上进行扫描。

扫描过程中,电子束与样品表面的相互作用会产生多种信号,如二次电子信号、反射电子信号、散射电子信号等。

4. 图象获取图象获取是将样品表面的信号转换为电信号,并通过信号放大器、数字转换器和显示器将其转换为可视的图象。

sem工作原理

sem工作原理

sem工作原理
SEM(Search Engine Marketing)是一种网络营销方法,通过
在搜索引擎中投放广告来提高网站的可见度和流量。

SEM的
工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 关键字选择:选择与目标受众和产品相关的关键字。

这些关键字是用户在搜索引擎上输入的词汇,通过与这些词汇相关联,广告可以在用户搜索时展示。

2. 广告排名:根据广告主愿意为每次点击支付的费用和广告质量,搜索引擎会对广告进行排名。

广告质量的评估主要基于广告质量分数和预期点击率。

3. 广告撰写:为了吸引用户点击,广告需要简明扼要地表达出产品或服务的优势和特点。

同时,广告标题和描述应该与用户搜索的关键词相关联。

4. 出价设置:广告主需要确定每次点击所愿意支付的费用,这个费用也被称为每次点击成本(CPC)。

拍卖中,出价高的广告通常可以获得较高的展示位置。

5. 广告发布:一旦设置好广告和出价,广告将被提交给搜索引擎进行审核。

审核通过后,广告会根据用户的搜索查询被展示在搜索结果页面。

6. 数据分析:SEM还需要监控和分析广告运行的效果。

通过
分析广告点击率、转化率等数据,可以调整广告策略和优化投
放效果。

总的来说,SEM通过搜索引擎投放广告,根据关键字选择、广告排名、广告撰写、出价设置等步骤,提高网站的可见度和流量,帮助企业实现市场推广目标。

SEM的结构及工作原理

SEM的结构及工作原理

SEM的结构及工作原理SEM(Search Engine Marketing)是一种基于引擎的营销策略,它的结构和工作原理可以分为以下几个方面:1.结构:- 引擎:SEM的核心是引擎,主要包括Google、Bing、Yahoo等。

它们提供用户功能,同时也提供了广告投放平台。

-广告主:广告主是指希望通过SEM来推广自己的企业、产品或服务的企业或个人。

他们在引擎上设置广告内容、关键字和投放预算。

-用户:用户指使用引擎进行信息的人群。

他们通过在引擎上输入关键字来获取相关信息。

-广告平台:引擎上的广告平台是SEM的核心部分,它允许广告主在结果页面上展示他们的广告。

广告平台通常提供关键字拍卖、广告排名和点击计费等功能。

-广告排名:广告平台会根据广告主提供的关键字、广告质量和出价等因素对广告进行排名。

排名靠前的广告会出现在结果页面的更显眼位置。

2.工作原理:SEM的工作原理可以大致分为以下几个步骤:-广告主设置广告:广告主根据自身的需求和目标在引擎的广告平台上设置自己的广告内容、关键字和投放预算。

他们需要选择相关的关键字,以便在用户相关内容时能够展示自己的广告。

-关键字拍卖和排名:广告平台通过关键字拍卖的方式来决定广告的排名。

广告主根据关键字设定出价,出价高的广告会排在前面。

排名靠前的广告会在结果页面上显示更显眼的位置。

-广告展示和点击:当用户通过引擎输入关键字进行时,引擎会根据关键字和广告排名来选择展示哪些广告。

用户可以看到广告并根据自己的需求和兴趣进行点击。

-点击计费:SEM的广告是按照点击量进行计费的,当用户点击广告后,广告主需要支付一定的费用给引擎。

广告主可以通过设定每次点击的出价和总投放预算来控制成本。

-广告效果追踪:SEM的广告平台通常会提供广告效果追踪功能,广告主可以通过该功能了解广告的展示量、点击量和转化率等指标,从而对广告进行优化和调整。

SEM的工作原理在提供信息的同时也为企业和个人提供了曝光和推广的机会。

扫描电镜基本工作原理

扫描电镜基本工作原理

扫描电镜基本工作原理扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束来对样品进行高分辨率成像的仪器。

相比传统的光学显微镜,SEM可以提供更高的分辨率和更清晰的图像细节。

其基本工作原理如下:1.电子源:SEM使用热阴极电子源或场发射电子源产生高能电子束。

热阴极电子源通过加热钨丝来产生热电子,而场发射电子源则通过透明导体材料和阳极加电场来发射电子。

2.聚焦系统:电子束通过聚焦系统来提高其聚焦度。

聚焦系统通常由一系列透镜组成,这些透镜通过电场或磁场对电子束进行聚束,使其更紧凑和尖锐,以提高分辨率和深度聚焦能力。

3.样品:待观察的样品被放置在SEM的样品台上。

样品通常需要经过一些处理步骤,如脱水、金属涂覆等,以提高电子的导电性和形状稳定性。

4.扫描系统:SEM的扫描系统由水平和垂直的扫描线圈组成。

扫描系统将电子束在样品表面上进行扫描,从而形成一幅图像。

扫描线圈产生的磁场可以将电子束定位到样品上的不同位置,形成图像的像素点。

5.信号检测:在电子束与样品相互作用时,许多不同类型的信号被产生,包括二次电子(SE)信号、背散射电子(BSE)信号、X射线和荧光等。

这些信号提供了样品的形貌和化学成分的信息。

6.信号处理与图像生成:SEM的检测器将从样品获得的信号转换成电信号,并通过放大、滤波等处理步骤,最后生成一幅与样品形貌和性质相关的图像。

这些图像可以呈现在显示器上供用户观察分析。

SEM的主要优势是其高分辨率和大深度聚焦能力,使得在高放大倍数下观察样品时依然能保持较高的清晰度。

此外,SEM对于不同形态的样品都具有广泛的适用性,可以观察金属、陶瓷、生物组织等各种材料。

然而,SEM也有一些局限性。

首先,SEM对样品的要求较高,如需要处理样品以提高导电性和形状稳定性。

其次,由于SEM是真空环境下工作,所以不适合观察水或有机溶液等非真空可观察样品。

此外,SEM对于非导电样品的成像需要额外的样品表面处理和特殊技术。

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SEM基本结构及原理1 电子束与样品表面的作用弹性散射:电子束的能量不损失,只改变方向,如背散射电子。

非弹性散射:入射电子熟不进改变方向,也改变能量。

包括二次电子,俄歇电子,特征X射线,荧光。

图1 电子束与样品的作用深度示意图1.1 二次电子Secondary electron二次电子是指背入射电子轰击出来的核外电子。

由于原子核和外层价电子间的结合能很小,当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后,可脱离原子成为自由电子。

如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处,那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子。

二次电子来自表面5-10nm的区域,二次电子的逃逸深度很小,在入射电子束处,约为5λ,金属λ=1nm,非金属λ=10nm。

图2 二次电子产量与逃逸深度关系能量为0-50eV。

它对试样表面状态非常敏感,能有效地显示试样表面的微观形貌。

由于它发自试样表层,入射电子还没有被多次反射,因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没有多大区别,所以二次电子的分辨率较高,一般可达到5-10nm。

扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。

二次电子产额随原子序数的变化不大,它主要取决于表面形貌,呈以下关系:δ(θ)= δ0Secθ图3二次电子产量与样品倾斜角度关系θ增大时δ增大,样品表面的起伏形貌与样品倾转原理一样,形成形貌衬度。

入射电子与样品核外电子碰撞,使样品表面的核外电子被激发出来的电子,是作为SEM的成像信号,代表样品表面的结构特点。

图4 二次电子的检测示意图1.2 背散射电子back scattered electron背散射电子是由样品反射出来的初次电子,是弹性散射返回来的电子,其主要特点是:能量很高,有相当部分接近入射电子能量,总能量约占入射点子能量的30%,在试样中产生的范围大,像的分辨率低。

背散射电子发射系数随原子序数增大而增大。

作用体积随入射束能量增加而增大,但发射系数变化不大。

背散射电子的原子序数衬度:图5背散射电子产量与原子序数关系图6背散射电子产量与入射束能量关系背散射电子的形貌衬度:背散射电子同样也存在样品倾转是的形貌衬度效应,如图所示,低角度变化不明显,高角度衬度较好。

图7背散射电子产量与样品倾斜角度关系背散射电子的空间分布:背散射电子在空间的分布满足一下关系,当入射束沿样品表面法线方向入射时:η(φ)= ηn Cos(η)图8 背散射电子的空间分布示意图当样品倾转时,则变成以下情况:空间分布变成椭圆形状,特别是大于80度是的倾转。

图9 样品倾转时背散射电子的空间分布1.3俄歇电子Auger electron原子内层电子被激发产生空穴后,高能级的院子跃迁到这一能级,如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量不是以X射线的形式释放而是用该能量将核外另一电子打出,脱离原子变为二次电子,这种二次电子叫做俄歇电子。

因每一种原子都由自己特定的壳层能量,所以它们的俄歇电子能量也各有特征值,能量在50-1500eV范围内。

俄歇电子是由试样表面极有限的几个原子层中发出的,这说明俄歇电子信号适用与表层化学成分分析。

1.4 特征X射线产生二次电子后留下的空穴引起高能级原子的跃迁,跃迁过程中释放的能量以X射线形势释放出来。

2扫描电子显微镜的结构扫描电镜的基本结构可分为电子光学系统、机械系统、真空系统、样品所产生的信号收集、处理和显示系统。

图10 扫描电子显微镜结构图2.1 电子光学系统这个系统包括电子枪、电磁聚光镜、扫描线圈和光阑组件。

电子枪的作用是产生电子照明源,它的性能决定了扫描电镜的质量,商业生产扫描电镜的分辨率可以说是受电子枪亮度所限制。

电子枪及分类根据朗谬尔方程,如果电子枪所发射电子束流的强度为I0,则它有如下关系存在:I0=β0π2G02α2 / 4式中α-电子束的半开角;G0-虚光源的尺寸;β0-电子枪的亮度。

根据统计力学的理论可以证明,电子枪的亮度β0是由下式来确定:β0=J k(eV0 /πkT)①式中J k-阴极发射电流密度;V0-电子枪的加速电压;k-玻尔兹曼常数;T-阴极发射的绝对温度;e-电子电荷。

在热电子发射时,阴极发射电流密度J k可以用如下公式来表示:J k=A0T exp(-eφ/ kT)②式中A0-发射常数;φ-阴极材料的逸出功。

从公式①和公式②可以看出,阴极发射的温度越高,阴极材料的电子逸出功越小,则所形成电子枪的亮度也越高。

电子枪的类型为了获得较高的信号强度和扫描像,由电子枪发射的扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径,常用的电子枪有三种:普通热阴极三级电子枪(阴极材料是钨丝(直径大约0.1~0.15mm),制成发夹式或针尖式形状,并利用直接电阻加热来发射电子)六硼化镧阴极电子枪和场发射电子枪,前两种属于热发射电子枪,后一种属于冷发射电子枪,也叫场发射电子枪。

场发射电子枪亮度最高,电子源直径最小,是高分辨本领扫描电镜的理想电子源,价格较昂贵。

阴极材料是用(310)位向的钨单晶针尖,针尖的曲率半径大约为100nm。

它是利用场致发射效应来发射电子的。

从电子枪构造示意图可以看到热电子发射型电子枪和热阴极场发射电子枪(FEG)的区别在于:热电子发射型电子枪在紧靠灯丝下面有一个韦氏极,在韦式极上加一个比灯丝更负的电压,这个电压称为偏压(bias voltage),这个偏压控制了电子束流和它的扩展状态;而对于热阴极场发射电子枪,不采用韦式极,而是用吸出极和静电透镜。

图11 电子枪构造示意图目前商业生产的扫描电镜大多是采用发夹式钨灯丝电子枪的。

影响电子枪发射性能的因素(依据于所发射电子束的强度J k):(1)灯丝阴极本身的热电子发射性质(如电子逸出功,几何形状等);(2)灯丝阴极的加热电流。

试验表明,发射电流强度是随着阴极加热电流的增加而增加的;(3)灯丝尖端到栅极孔的距离h。

一般来说α角越大,故可以获得较大的电子束强度,但灯丝的寿命却越短;(4)阳极的加速电压V0。

因为灯丝的亮度是同加速电压V0成正比的,故高的加速电压可以获得较大的发射电流强度。

透镜系统1.基本要求透镜系统的作用有三:(1)把虚光源的尺寸从几十微米缩小到5nm(或更小),并且从几十微米到几个纳米间连续可变;(2)控制电子束的开角,可以在10-2~10-3rad 范围内可变;(3)所形成的聚焦电子束可以在试样的表面上作光栅状扫描,且扫描角度范围可变。

为了获得上述扫描电子束,其透镜系统通常是由电磁透镜,扫描线圈和消像散器等组成。

采用电磁透镜的优点是:这种透镜可以安置在镜筒外面,可避免污染和减小真空系统的体积,而且透镜的球像差系数较小。

2.透镜系统的结构类型目前扫描电镜的透镜系统有三种结构:(a)双透镜系统;(b)双级励磁的三级透镜系统;(c)三级励磁的三级透镜系统。

其中以三级励磁透镜系统具有较多优点,其理由如下:(1)多一级透镜的效果是使电子束的收缩能力更强,对原始光源的尺寸要求不高,仍可以获得小于5nm的电子束斑;(2)电子光学系统具有较大的灵活性,便于形成各种扫描式的光路,特别是要形成单偏转摇摆扫描式的光路(这是一种获得选区电子通道花样的光路),只有用三个独立可调的透镜系统才有可能做到。

3.末级透镜的结构在扫描电镜中,前级透镜的作用是聚光镜,把从电子枪所发射出的电子束聚成足够细的束斑,而末级透镜的作用是物镜,末级透镜的像差直接影响成像的分辨率,因此,在末级透镜的设计上,如何降低其球像差是主要任务。

装在末级透镜中的像散校正装置是采用八极式电磁消像散器,其用途是消除由于透镜污染(其效果是导致像场的畸变)所产生的像散。

在扫描电镜中,从下极件到试样上表面的距离(沿光轴方向量)习惯称为工作距离。

经验表明,工作距离对扫描电子像的像差有很大影响,如表2-4所示因此,双偏转线圈的安装位置十分重要。

为了可以获得小的工作距离,最好把扫描线圈装在透镜中物空间的位置。

末级透镜光阑的作用是控制电子束的开角,从而控制图像的景深(它与电子束开角的大小成反比)。

如果观察图像时所采用的工作距离为D,光阑孔径为a,则电子束的开角2α由下式来确定:2α=a / D扫描电镜的工作距离越大,2α越小,相应焦深越大。

由于扫描电镜的焦深大,故所得图像最富有立体感,特别宜于观察高低不平表面。

扫描线圈其作用是使电子束偏转,并在样品表面做有规则的扫动,电子束在样品表面的扫面的扫描动作和在显像管上的扫描动作保持严格同步,因为他们由同意扫描发生器控制的,图中所示电子束在样品表面进行扫描方式两种。

进行形貌分析时都采用光栅扫描方式,。

当电子束进入偏转线圈时,方向发生转折,随后又由下偏转线圈使它的方向发生第二次转折,发生二次偏转的电子束通过末级透镜的光心射到样品表面。

在电子束偏转的同时还带由一个逐行扫描动作,电子束在上下片偏转线圈的作用下,在样品表面扫描出方形区域,相应的在样品上也画出一副比例图像。

样品上各点收到的电子束轰击是发出的信号可由信号探测器接受,并通过显示系统在显像管荧光屏上按强度扫描出来。

如果电子经上偏转线圈转折后未经下偏转线圈改变方向,而直接由末级透镜折射到入射点的位置,这种扫描方式称为角光栅扫描货摇摆扫描,入射束被上偏转线圈转折的角度越大,则电子束在入射点上摆动的角度也越大。

扫描电镜的放大倍率是通过改变电子束偏转角度来实现放大倍率的调节,因为观察用的荧光屏尺寸是一定的,所以电子束偏转角度小,在试样上扫描面积越小,其放大倍率M越大。

一般放大倍数为20-200000倍。

图12 电子束在样品表面上的扫描方式2.2 机械系统这个系统主要包括支撑部分和样品室。

样品室中有样品台和信号探测器,样品台除了能夹持一定尺寸的样品,还能是样品做平移、倾斜、转动等、同时样品还可在样品台上加热、冷却和进行力学性能试验(拉伸和疲劳)样品室在扫描电镜中,一个理想的样品室,在设计上要求如下:(1)为了试样能进行立体扫描,样品室空间应足够大,以便放进试样后还能进行旋转360°,倾斜0~90°和沿三度空间做平移动作,并且能动范围越大越好;(2)在试样台中试样能进行拉伸、压缩、弯曲、加热或深冷等,以便研究一些动力学过程;(3)试样室四壁应有数个备用窗口,除安装电子检测器外,还能同时安装其它检测器和谱仪,以便进行综合性研究;(4)备有与外界接线的接线座,以便研究有关电场和磁场所引起的衬度效应。

近代的大型扫描电镜均备有各种高温、拉伸、弯曲等试样台,试样最大直径可达100mm,沿X轴和Y轴可各自平移100mm,沿Z 轴可升降50mm。

此外,在样品室的各窗口还能同时联接X射线波谱仪、X 射线能谱仪、二次离子质谱仪和图像分析仪等。

2.3 真空系统真空系统在电子光学仪器中十分重要,这是因为电子束只能在真空下产生和操纵。

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