1,、電子束與樣品的相互作用:SEM的核心是高能電子束,,它被聚焦到樣品表面。當(dāng)電子束與樣品相互作用時(shí),,會(huì)產(chǎn)生多種信號(hào),,包括但不限于二次電子(SE)、背散射電子(BSE),、特征X射線,、俄歇電子等。
2,、二次電子(SE)檢測(cè):
原理:SE是從樣品表面幾納米深度內(nèi)產(chǎn)生的電子,,對(duì)表面形貌非常敏感,,能提供高分辨率的表面圖像,。
探測(cè)器:通常使用半導(dǎo)體材料制成的SE探測(cè)器,如硅針尖,,來(lái)捕捉這些低能量電子,。
3,、背散射電子(BSE)檢測(cè):
原理:BSE來(lái)自樣品較深的區(qū)域,由入射電子與原子核的彈性散射產(chǎn)生,,其產(chǎn)額與原子序數(shù)相關(guān),,因此可用于元素的定性和定量分析以及成分差異的成像。
探測(cè)器:常用的BSE探測(cè)器是固態(tài)探測(cè)器,,含有p-n結(jié),,通過(guò)吸收背散射電子并產(chǎn)生電子空穴對(duì)來(lái)工作,電流大小與接收的電子數(shù)量成正比,。
4,、特征X射線(EDX)檢測(cè):
原理:當(dāng)入射電子激發(fā)樣品原子內(nèi)部電子躍遷時(shí),釋放出特征X射線,,每種元素的X射線能量是特定的,,可用于元素的定性與定量分析。
探測(cè)器:使用能量分散譜儀(EDX)來(lái)收集和分析這些X射線,,EDX能譜可以顯示樣品中元素的種類和分布,。
5、信號(hào)收集與顯示系統(tǒng):
收集到的信號(hào)(如SE和BSE)被放大,,并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),,這些信號(hào)進(jìn)一步處理后用于調(diào)制顯像管或現(xiàn)代數(shù)字顯示器的亮度,生成圖像,。
對(duì)于X射線信號(hào),,EDX系統(tǒng)會(huì)分析每個(gè)光子的能量,生成元素的能譜圖,,與圖像結(jié)合使用,,提供化學(xué)成分信息。
6,、真空系統(tǒng):
為了減少空氣分子對(duì)電子束的散射,,SEM內(nèi)部需要維持高真空環(huán)境,確保信號(hào)的高效傳輸和減少干擾,。
7,、樣品制備:
樣品必須適合SEM的觀察條件,包括干燥,、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,、導(dǎo)電性或經(jīng)過(guò)鍍膜處理,以減少充電效應(yīng)和提高圖像質(zhì)量,。
通過(guò)這些機(jī)制,,掃描電鏡能夠提供樣品的表面形貌、成分分布、晶相結(jié)構(gòu)等多方面的信息,,是材料科學(xué),、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域重要的分析工具,。
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