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掌握扫描电子显微镜基础知识

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前商品化的扫描电子显微镜放大倍数为20~200000。分辨率是扫描电子显微镜的主要性能指标,它是指分辨两点之间的最小距离。因此,用扫描电子显微镜观察试样断口具有其他分析仪器无法比拟的优点。扫描电子显微镜由电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统及电源系统组成,如图1所示。图1扫描电子显微镜光学系统及成像示意图

掌握扫描电子显微镜基础知识

1.主要性能

(1)放大倍数。目前商品化的扫描电子显微镜放大倍数为20~200000。

(2)分辨率。分辨率是扫描电子显微镜的主要性能指标,它是指分辨两点之间的最小距离。二次电子像的分辨率为5~10nm,背反射电子像的为50~200nm。X射线的分辨率则更低。

(3)景深。景深是指一个透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围。扫描电子显微镜比一般光学显微镜景深大100~500倍,比透射电子显微镜的景深大10倍。因此,用扫描电子显微镜观察试样断口具有其他分析仪器无法比拟的优点。

2.扫描电子显微镜(SEM)的用途 扫描电子显微镜主要用于研究各种不同样品的组织及表面形貌,它可以应用到各个领域之中的不同方向,它以各种不同的实物为研究对象。例如,它可以研究金属及合金的组织,磨损形貌,腐蚀和断裂形貌;也可以很方便地研究玻璃、陶瓷、纺织物等的细微结构和形貌。(www.xing528.com)

扫描电子显微镜由电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统及电源系统组成,如图1所示。

3.扫描电子显微镜基本原理 扫描电子显微镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要的成像信号。由电子枪发射的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号,二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集转换成电信号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。

图1 扫描电子显微镜光学系统及成像示意图

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