掃描電鏡存在于我們的生活中,,我們需要對它進(jìn)一步地了解,以便更好地利用它為人類創(chuàng)造價值,。我們來看看掃描電鏡的幾大組成系統(tǒng)吧!
1.真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空柱兩部分,。真空柱是一個密封的柱形容器。真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空,。有機(jī)械泵,、油擴(kuò)散泵以及渦輪分子泵三大類,機(jī)械泵加油擴(kuò)散泵的組合可以滿足配置鎢槍的SEM的真空要求,,但對于裝置了場致發(fā)射槍或六硼化鑭槍的SEM,,則需要機(jī)械泵加渦輪分子泵的組合。
成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱中,。真空柱底端即為右圖所示的密封室,,用于放置樣品。之所以要用真空,,主要基于以下兩點(diǎn)原因:
電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會迅速氧化而失效,,所以除了在使用SEM時需要用真空以外,平時還需要以純氮?dú)饣蚨栊詺怏w充滿整個真空柱,。
為了增大電子的平均自由程,,從而使得用于成像的電子更多。
2.電子束系統(tǒng)
電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡兩部分組成,,主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的,、電子能量確定的電子束用以掃描成像。電子槍用于產(chǎn)生電子,,主要有兩大類:
一類是利用場致發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子,,稱為場致發(fā)射電子槍。有至少1000小時以上的壽命,,且不需要電磁透鏡系統(tǒng),;
另一類則是利用熱發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子,有鎢槍和六硼化鑭槍兩種,。
電磁透鏡是熱發(fā)射電子需要電磁透鏡來成束,,所以在用熱發(fā)射電子槍的SEM上,電磁透鏡*,。通常會裝配兩組:
匯聚透鏡:用匯聚電子束裝配在真空柱中,,位于電子槍之下。通常不止一個,,并有一組匯聚光圈與之相配,。但匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束,與成像會焦無關(guān),。
物鏡:物鏡為真空柱中下方的一個電磁透鏡,,它負(fù)責(zé)將電子束的焦點(diǎn)匯聚到樣品表面。
3.成像系統(tǒng)
電子經(jīng)過一系列電磁透鏡成束后,,打到樣品上與樣品相互作用,,會產(chǎn)生次級電子,、背散射電子、歐革電子以及X射線等一系列信號,。所以需要不同的探測器譬如次級電子探測器,、X射線能譜分析儀等來區(qū)分這些信號以獲得所需要的信息。雖然X射線信號不能用于成像,,但習(xí)慣上,,仍然將X射線分析系統(tǒng)劃分到成像系統(tǒng)中。