掃描電子顯微鏡原理和應(yīng)用
掃描電子顯微鏡原理和應(yīng)用
2.4.1 掃描電鏡的特點(diǎn)
與光學(xué)顯微鏡及透射電鏡相比,掃描電鏡具有以下特點(diǎn): (一) 能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu),樣品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。 (二) 樣品制備過(guò)程簡(jiǎn)單,不用切成薄片。 (三) 樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn),因此,可以從各種角度對(duì)樣品進(jìn)行觀察。 (四) 景深大,圖象富有立體感。掃描電鏡的景深較光學(xué)顯微鏡大幾百倍,比透射電鏡大幾十倍。 (五) 圖象的放大范圍廣,分辨率也比較高。可放大十幾倍到幾十萬(wàn)倍,它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電鏡之間,可達(dá)3nm。 (六) 電子束對(duì)樣品的損傷與污染程度較小。 (七) 在觀察形貌的同時(shí),還可利用從樣品發(fā)出的其他信號(hào)作微區(qū)成分分析。
2.4.2 掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和工作原理
(一) 結(jié)構(gòu) 1.鏡筒
鏡筒包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統(tǒng)。其作用是產(chǎn)生很細(xì)的電子束(直徑約幾個(gè)nm),并且使該電子束在樣品表面掃描,同時(shí)激發(fā)出各種信號(hào)。
2.電子信號(hào)的收集與處理系統(tǒng)
在樣品室中,掃描電子束與樣品發(fā)生相互作用后產(chǎn)生多種信號(hào),其中包括二次電子、背散射電子、X射線、吸收電子、俄歇(Auger)電子等。在上述信號(hào)中,最主要的是二次電子,它是被入射電子所激發(fā)出來(lái)的樣品原子中的外層電子,產(chǎn)生于樣品表面以下幾nm至幾十nm的區(qū)域,其產(chǎn)生率主要取決于樣品的形貌和成分。通常所說(shuō)的掃描電鏡像指的就是二次電子像,它是研究樣品表面形貌的最有用的電子信號(hào)。檢測(cè)二次電子的檢測(cè)器(圖15(2)的探頭是一個(gè)閃爍體,當(dāng)電子打到閃爍體上時(shí),1就在其中產(chǎn)生光,這種光被光導(dǎo)管傳送到光電倍增管,光信號(hào)即被轉(zhuǎn)變成電流信號(hào),再經(jīng)前置放大及視頻放大,電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào),最后被送到顯像管的柵極。