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讓我們來認識一下掃描電子顯微鏡

 釋出時間▩╃↟:2022-06-13 點選量▩╃↟:745
(SEM)掃描電子顯微鏡的設計思想和工作原理·╃,早在1935年便已被提出來了╃↟·•◕。1942年·╃,英國首先製成一臺實驗室用的掃描電鏡·╃,但由於成像的解析度很差·╃,照相時間太長·╃,所以實用價值不大╃↟·•◕。經過各國科學工作者的努力·╃,尤其是隨著電子工業技術水平的不斷髮展·╃,到1956年開始生產商品掃描電鏡╃↟·•◕。近數十年來·╃,掃描電鏡已廣泛地應用在生物學☁╃、醫學☁╃、冶金學等學科的領域中·╃,促進了各有關學科的發展╃↟·•◕。  
掃描電子顯微鏡的製造是依據電子與物質的相互作用╃↟·•◕。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時·╃,被激發的區域將產生二次電子☁╃、俄歇電子☁╃、特徵x射線和連續譜X射線☁╃、背散射電子☁╃、透射電子·╃,以及在可見☁╃、紫外☁╃、紅外光區域產生的電磁輻射╃↟·•◕。同時·╃,也可產生電子-空穴對☁╃、晶格振動(聲子)☁╃、電子振盪(等離子體)╃↟·•◕。原則上講·╃,利用電子和物質的相互作用·╃,可以獲取被測樣品本身的各種物理☁╃、化學性質的資訊·╃,如形貌☁╃、組成☁╃、晶體結構☁╃、電子結構和內部電場或磁場等╃↟·•◕。  
一.掃描電鏡的特點  
和光學顯微鏡及透射電鏡相比·╃,掃描電鏡具有以下特點▩╃↟:  
(一)能夠直接觀察樣品表面的結構·╃,樣品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm╃↟·•◕。  
(二)樣品製備過程簡單·╃,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·╃,因此·╃,可以從各種角度對樣品進行觀察╃↟·•◕。  
(四)景深大·╃,圖象富有立體感╃↟·•◕。掃描電鏡的景深較光學顯微鏡大幾百倍·╃,比透射電鏡大幾十倍╃↟·•◕。  
(五)圖象的放大範圍廣·╃,解析度也比較高╃↟·•◕。可放大十幾倍到幾十萬倍·╃,它基本上包括了從放大鏡☁╃、光學顯微鏡直到透射電鏡的放大範圍╃↟·•◕。解析度介於光學顯微鏡與透射電鏡之間·╃,可達3nm╃↟·•◕。  
(六)電子束對樣品的損傷與汙染程度較小╃↟·•◕。  
(七)在觀察形貌的同時·╃,還可利用從樣品發出的其他訊號作微區成分分析╃↟·•◕。  
掃描電子顯微鏡SEM基本引數  
放大率▩╃↟:透過控制掃描區域的大小來控制放大率的╃↟·•◕。如果需要更高的放大率·╃,只需要掃描更小的一塊麵積就可以了╃↟·•◕。放大率由螢幕/照片面積除以掃描面積得到  
場深▩╃↟:掃描電子顯微鏡SEM中·╃,位於焦平面上下的一小層區域內的樣品點都可以得到良好的會焦而成象╃↟·•◕。這一小層的厚度稱為場深·╃,通常為幾奈米厚·╃,所以·╃,SEM可以用於奈米級樣品的三維成像╃↟·•◕。  
工作距離▩╃↟:工作距離指從物鏡到樣品高點的垂直距離╃↟·•◕。  
如果增加工作距離·╃,可以在其他條件不變的情況下獲得更大的場深╃↟·•◕。  
如果減少工作距離·╃,則可以在其他條件不變的情況下獲得更高的解析度╃↟·•◕。  
通常使用的工作距離在5毫米到10毫米之間╃↟·•◕。  
掃描電子顯微鏡SEM應用  
生物▩╃↟:種子☁╃、花粉☁╃、細菌……  
醫學▩╃↟:血球☁╃、病毒……  
動物▩╃↟:大腸☁╃、絨毛☁╃、細胞☁╃、纖維……  
材料▩╃↟:陶瓷☁╃、高分子☁╃、粉末☁╃、環氧樹脂……  
化學☁╃、物理☁╃、地質☁╃、冶金☁╃、礦物☁╃、機械☁╃、電機及導電性樣品☁╃、電子材料等╃↟·•◕。  
二☁╃、工作原理  
從電子槍陰極發出的直徑20(m~30(m的電子束·╃,受到陰陽極之間加速電壓的作用·╃,射向鏡筒·╃,經過聚光鏡及物鏡的會聚作用·╃,縮小成直徑約幾毫微米的電子探針╃↟·•◕。在物鏡上部的掃描線圈的作用下·╃,電子探針在樣品表面作光柵狀掃描並且激發出多種電子訊號╃↟·•◕。這些電子訊號被相應的檢測器檢測·╃,經過放大☁╃、轉換·╃,變成電壓訊號·╃,*後被送到映象管的柵極上並且調製映象管的亮度╃↟·•◕。映象管中的電子束在熒光屏上也作光柵狀掃描·╃,並且這種掃描運動與樣品表面的電子束的掃描運動嚴格同步·╃,這樣即獲得襯度與所接收訊號強度相對應的掃描電子像·╃,這種圖象反映了樣品表面的形貌特徵╃↟·•◕。**節掃描電鏡生物樣品製備技術大多數生物樣品都含有水分·╃,而且比較柔軟·╃,因此·╃,在進行掃描電鏡觀察前·╃,要對樣品作相應的處理╃↟·•◕。掃描電鏡樣品製備的主要要**▩╃↟:儘可能使樣品的表面結構儲存好·╃,沒有變形和汙染·╃,樣品乾燥並且有良好導電效能╃↟·•◕。

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