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sem掃描電鏡的基本結(jié)構(gòu)介紹,趕快收藏起來吧

日期:2022-12-09 09:34:09 瀏覽次數(shù):207

掃描電鏡由電子光學(xué)系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、信號(hào)收集放大系統(tǒng)、圖像顯示和記錄系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電源系統(tǒng)六大部分組成。

(1)電子光學(xué)系統(tǒng):由電子槍、電磁透鏡、光闌和樣品室等部件組成,目的是獲得高亮度和小克斑直徑的激發(fā)電子束。

①電子槍:其作用是利用陰極與陽(yáng)極燈絲間的高壓產(chǎn)生高能量的電子束。目前大多數(shù)sem掃描電鏡采用熱陰極電子槍,而高等級(jí)掃描電鏡采用六硼化鑭或場(chǎng)發(fā)射電子槍。普通熱陰極或六硼化鑭陰極電子槍都屬于熱發(fā)射電子槍,場(chǎng)發(fā)射電子槍屬于冷發(fā)射電子槍。配備場(chǎng)發(fā)射電子槍可以使樣品表面的電子束直徑小于 3nm,所以場(chǎng)發(fā)射電子槍是高分辨sem掃描電鏡的理想電子源。


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②電磁透鏡:其作用主要是把電子槍的束斑逐漸縮小,使原來直徑約為 50um的束斑縮小成一個(gè)只有數(shù)納米的細(xì)小束斑。掃描電鏡一般有三個(gè)聚光鏡,前兩個(gè)透鏡是強(qiáng)透鏡,用來縮小電子束光斑尺寸,第三個(gè)聚光鏡是弱透鏡,具有較長(zhǎng)的焦距,在該透鏡下方放置樣品可避免磁場(chǎng)對(duì)二次電子軌跡的干擾。

③光闌:有兩種作用:一個(gè)作用是過濾遠(yuǎn)軸電子,減小能量色差,提高光源的質(zhì)量;另外一個(gè)作用是改變孔徑角,影響景深。

④樣品室:其主要部件是樣品臺(tái)。它除能進(jìn)行三維空間的移動(dòng),還能傾斜和轉(zhuǎn)動(dòng)。

(2)掃描系統(tǒng):其作用是提供入射電子束在樣品表面上以及陰極射線管內(nèi)電子束在熒光屏上的同步掃描信號(hào)。改變?nèi)肷潆娮邮跇悠繁砻鎾呙枵穹?,以獲得所需放大倍率的掃描像。

(3)信號(hào)收集放大系統(tǒng):其作用是收集樣品在入射電子作用下產(chǎn)生的物理信號(hào),然后經(jīng)處理放大作為顯像系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)。不同的物理信號(hào)需要不同類型的收集系統(tǒng),大致可分為三類:電子檢測(cè)器,陰極熒光檢測(cè)器和X射線檢測(cè)器。在sem掃描電鏡中普遍使用的是電子檢測(cè)器,它由閃爍體,光導(dǎo)管和光申倍增器所組成,可以用來檢測(cè)二次電子、背散射電子和透射電子等信號(hào)。

(4)圖像顯示和記錄系統(tǒng):其作用是將信號(hào)收集放大系統(tǒng)輸出的反映樣品表面狀態(tài)的調(diào)制信號(hào),轉(zhuǎn)換成屏幕上可觀察的圖像,并在磁盤等記錄系統(tǒng)中保存。

(5)真空系統(tǒng)和電源系統(tǒng):真空系統(tǒng)的作用是為保證電子光學(xué)系統(tǒng)正常工作防止樣品污染,提高燈絲壽命,一般情況下要求保持 10-4~10-5mmHg(1mmHg=133.322Pa)的真空度。電源系統(tǒng)由穩(wěn)壓、穩(wěn)流及相應(yīng)的安全保護(hù)電路所組成,其作用是提供掃描電鏡各部分所需的電源。

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