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臺(tái)式掃描電子顯微鏡的工作原理及使用方法分享

 更新時(shí)間:2024-07-22 點(diǎn)擊量:1110
  掃描電子顯微鏡,簡稱SEM,是一種利用高能電子束與樣品表面相互作用,從而獲得樣品表面形貌、成分和結(jié)構(gòu)信息的顯微鏡。臺(tái)式掃描電子顯微鏡則是體積更為小巧,適合放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作的掃描電子顯微鏡。
 
  臺(tái)式掃描電子顯微鏡雖然體積小,但其工作原理與傳統(tǒng)掃描電子顯微鏡并無二致。它主要由電子槍、電磁透鏡系統(tǒng)、掃描線圈、樣品室和探測器等部分組成。電子槍產(chǎn)生高能電子束,經(jīng)過電磁透鏡聚焦成細(xì)小探針,在掃描線圈的控制下,這個(gè)探針會(huì)在樣品表面上進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。樣品表面與電子束相互作用后產(chǎn)生的各種信號(hào),如二次電子、背散射電子等,會(huì)被探測器捕捉并轉(zhuǎn)換成圖像信息。
 
  臺(tái)式掃描電子顯微鏡主要利用二次電子信號(hào)進(jìn)行成像。高能電子束轟擊樣品表面,激發(fā)出樣品表面的二次電子,這些電子被探測器捕捉后轉(zhuǎn)換成圖像信息。由于二次電子的信號(hào)強(qiáng)度與樣品表面形貌有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此,可以將信號(hào)強(qiáng)度的差異轉(zhuǎn)換為圖像中不同區(qū)域的亮度差異,從而得到樣品表面的形貌圖像。
 
  在進(jìn)行掃描電鏡觀察前,樣品需經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?。這是因?yàn)閽呙桦婄R需要工作在高真空環(huán)境中,以避免電子束與空氣分子發(fā)生碰撞而散射,影響成像效果。因此,樣品必須足夠干燥,且具有良好的導(dǎo)電性。對(duì)于非導(dǎo)電樣品,常常需要進(jìn)行金屬或碳的鍍膜處理,以提高其導(dǎo)電性和減少充電現(xiàn)象。
 
  由于具有更高的放大倍數(shù)和分辨率,臺(tái)式掃描電子顯微鏡可以觀察到樣品表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)。例如,它能夠清晰地顯示出納米顆粒、病毒、細(xì)胞器等微觀世界的細(xì)節(jié)。這一特性使得它在材料科學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
臺(tái)式掃描電子顯微鏡

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