電鏡掃描,,即掃描電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscope,,簡稱SEM)的工作原理,可以詳細分為以下幾個步驟:
電子源產生電子束:
掃描電鏡中的電子源通常采用熱陰極發(fā)射電子的方式,,如熱絲或者熱發(fā)射陰極,。
當電子源受到加熱時,電子會從陰極表面發(fā)射出來,,形成電子束,。電子源的溫度和電流可以調節(jié),以控制電子束的強度和穩(wěn)定性,。
電子束的加速和聚焦:
電子束經過加速電場,,使其獲得足夠的能量。
然后,,通過電磁透鏡系統(tǒng)(可以是磁透鏡或電透鏡)對電子束進行聚焦,,以獲得較小的束斑尺寸。聚焦系統(tǒng)的作用是使電子束盡可能地細致和聚焦,,以提高分辨率,。
電子束與樣品的相互作用:
將要觀察的樣品放置在掃描電鏡的樣品臺上,并調整樣品的位置和傾斜角度,。
當電子束照射到樣品表面時,,它與樣品中的原子和分子相互作用,產生多種信號,,包括二次電子,、背散射電子、散射電子,、透射電子,、特征X射線等。這些信號提供了關于樣品表面形貌,、成分和結構的信息,。
信號的檢測和處理:
掃描電鏡使用多種探測器來收集這些信號,并將其轉換為電信號,。
收集到的信號經過放大,、濾波、增益等處理后,,可以轉換為數字信號,,并通過計算機處理和顯示。
影像的生成和顯示:
電信號經過處理后,,通過計算機系統(tǒng)生成樣品的影像,。
這些影像可以以黑白或者彩色的形式顯示在顯示器上,,供操作者觀察和分析。
成像原理:
掃描電子顯微鏡是利用材料表面微區(qū)的特征(如形貌,、原子序數,、化學成分、或晶體結構等)的差異,,在電子束作用下通過試樣不同區(qū)域產生不同的亮度差異,,從而獲得具有一定襯度的圖像。
成像信號主要是二次電子,,它們能夠反映樣品表面形貌差異的信息,,即微觀形貌像。此外,,背散射電子像可得到不同區(qū)域內原子序數差別的信息,,即組成分布像;特征X射線分析則可以對特定的某微區(qū)元素做定性和定量的化學成份分析,。
總結來說,,掃描電子顯微鏡的工作原理是通過電子束與樣品表面的相互作用,收集產生的各種信號,,經過處理后轉換為圖像,,從而獲取樣品表面的詳細信息。這種技術具有高分辨率,、大景深,、動態(tài)觀察等優(yōu)點,廣泛應用于材料科學,、生物學,、納米技術等領域。
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