電子顯微鏡的兩大類型
閱讀:2078 發(fā)布時(shí)間:2015-4-14
電子顯微鏡是一種利用電子與物質(zhì)作用所產(chǎn)生的訊號(hào),,來(lái)監(jiān)定微區(qū)域或晶體結(jié)構(gòu)的一種觀察儀器。電子顯微鏡主要由透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡兩種類型,,今天小編就來(lái)具體介紹一下電子顯微鏡的兩大類型吧。
透射電子顯微鏡
因電子束穿透樣品后,,再用電子透鏡成像放大而得名,。它的光路與光學(xué)顯微鏡相仿,可以直接獲得一個(gè)樣本的投影,。通過(guò)改變物鏡的透鏡系統(tǒng)人們可以直接放大物鏡的焦點(diǎn)的像,。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個(gè)像可以分析樣本的晶體結(jié)構(gòu),。在這種電子顯微鏡中,,圖像細(xì)節(jié)的對(duì)比度是由樣品的原子對(duì)電子束的散射形成的。由于電子需要穿過(guò)樣本,,因此樣本必須非常薄,。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度,。樣本的厚度可以從數(shù)納米到數(shù)微米不等,。原子量越高、電壓越低,,樣本就必須越薄,。樣品較薄或密度較低的部分,電子束散射較少,,這樣就有較多的電子通過(guò)物鏡光欄,,參與成像,在圖像中顯得較亮,。反之,,樣品中較厚或較密的部分,在圖像中則顯得較暗,。如果樣品太厚或過(guò)密,,則像的對(duì)比度就會(huì)惡化,,甚至?xí)蛭针娮邮哪芰慷粨p傷或破壞。
透射電鏡的分辨率為0.1~0.2nm,,放大倍數(shù)為幾萬(wàn)~幾十萬(wàn)倍,。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,,必須制備更薄的超薄切片(通常為50~100nm),。
透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍,電子由鎢絲熱陰極發(fā)射出,、通過(guò)*,,第二兩個(gè)聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過(guò)樣品后由物鏡成像于中間鏡上,,再通過(guò)中間鏡和投影鏡逐級(jí)放大,,成像于熒光屏或照相干版上。中間鏡主要通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié),,放大倍數(shù)可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬(wàn)倍;改變中間鏡的焦距,,即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。
掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡的電子束不穿過(guò)樣品,,僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方,,然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導(dǎo)致樣本表面被激發(fā)出次級(jí)電子,。顯微鏡觀察的是這些每個(gè)點(diǎn)散射出來(lái)的電子,,放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級(jí)電子,通過(guò)放大后調(diào)制顯像管的電子束強(qiáng)度,,從而改變顯像管熒光屏上的亮度,。圖像為立體形象,反映了標(biāo)本的表面結(jié)構(gòu),。顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描,,這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像,這與工業(yè)電視機(jī)的工作原理相類似,。由于這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本,,因此其電子加速的電壓不必非常高。
掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑,。放大倍數(shù)是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比,,可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬(wàn)倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品;圖像有很強(qiáng)的立體感;能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級(jí)電子,、吸收電子和X射線等信息分析物質(zhì)成分,。[3-4]
掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的人射電子轟擊物質(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(jiàn)、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),。