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关于台式扫描电子显微镜的原理结构

类别:工作原理      出处:维库仪器仪表网      发布于:2019-03-20 17:36:13 | 3477 次阅读

    台式扫描电子显微镜具有由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源


    在2-30KV的加速电压下,经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束会聚成孔径角较小,束斑为5-10  nm的电子束,并在试样表面聚焦。


    末级透镜上边装有扫描线圈,在它的作用下,电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子,背反射电子,X射线等信号。


    这些信号分别被不同的接收器接收,经放大后用来调制荧光屏的亮度。


    由于经过扫描线圈上的电流与显像管相应偏转线圈上的电流同步,因此,试样表面任意点发射的信号与显像管荧光屏上相应的亮点一一对应。


    也就是说,电子束打到试样上一点时,在荧光屏上就有一亮点与之对应,其亮度与激发后的电子能量成正比。


    换言之,扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。


    光点成像的顺序是从左上方开始到右下方,直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。


    台式扫描电子显微镜由电子光学系统,信号收集及显示系统,真空系统及电源系统组成。


    (以下提到扫描电子显微镜之处,均用SEM代替)


    真空电源


    真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。真空柱是一个密封的柱形容器。


    真空泵用来在真空柱内产生真空。有机械泵、油扩散泵以及涡轮分子泵三大类,机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨枪的SEM的真空要求,但对于装置了场致发射枪或六硼化镧枪的SEM,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。


    成像系统和电子束系统均内置在真空柱中。真空柱底端即为右图所示的密封室,用于放置样品。


    之所以要用真空,主要基于以下两点原因:


    电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效,所以除了在使用SEM时需要用真空以外,平时还需要以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。


    为了增大电子的平均自由程,从而使得用于成像的电子更多。

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