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扫描电镜技术原理及应用

作者: skymn 时间:2017-11-28 来源:未知
摘要:扫描电镜( SEM) 的工作原理是由电子枪发射出来直径为50m(微米)的电子束,在加速电压的作用下经过磁透镜系统会聚,形成直径为5nm(纳米)的电子束,聚焦在样品表面上,在第二聚光镜和

  扫描电镜( SEM) 的工作原理是由电子枪发射出来直径为50μm(微米)的电子束,在加速电压的作用下经过磁透镜系统会聚,形成直径为5nm(纳米)的电子束,聚焦在样品表面上,在第二聚光镜和物镜之间偏转线圈的作用下,电子束在样品上做光栅状扫描,同时同步探测入射电子和研究对象相互作用后从样品表面散射出来的电子和光子,获得相应材料的表面形貌和成分分析。

  从材料表面散射出来的二次电子的能量一般低于50 eV,其大多数的能量约在2 ~ 3 eV。因为二次电子的能量较低,只有样品表面产生的二次电子才能跑出表面,逃逸深度只有几个纳米,这些信号电子经探测器收集并转换为光子,再通过电信号放大器加以放大处理,最终成像在显示系统上。扫描电镜工作原理的特殊之处在于把来自二次电子的图像信号作为时像信号,将一点一点的画面“动态”地形成三维的图像。

  扫描电子显微镜测试技术特点主要有:

  ( 1) 聚焦景深大。扫描电子显微镜的聚焦景深是实体显微镜聚焦景深的50倍,比偏反光显微镜则大500 倍,且不受样品大小与厚度的影响,观察样品时立体感强。

  ( 2) 二次电子扫描图像的分辨率优于100 埃,比实体显微镜高200 倍。可以直接观察矿物、岩石等的表面显微结构特征,清晰度好。

  ( 3) 放大倍数在14 ~ 100000 倍内连续可调。填补了光学显微镜和电子显微镜之间放大倍数的空白,便于在低倍下寻找位置,在高倍下详细观察,且不用重新对焦,易于了解局部和整体之间的相互联系。

  ( 4) 不破坏样品,制样方便,样品大小几乎不受限制。

  ( 5) 扫描电镜是一种有效的理化分析工具,通过它可进行各种形式的图像观察、元素分析、晶体结构分析。理的特殊之处在于把来自二次电子的图像信号作为时像信号,将一点一点的画面“动态”地形成三维的图像

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