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扫描电子显微镜(SEM) 是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种视察手段，，，，，扫描电镜可以直接视察视察纳米质料，，，，，举行质料断口的剖析，，，，，直接视察原始外貌等。。。。。其使用聚焦的很窄的高能电子束 来扫描样品, 通过光束与物质间的相互作用, 来引发种种物理信息, 对这些信息网络、放大、再成像以抵达对物质微观形貌表征的目的。。。。。新式的扫描电子显微镜的区分率可以抵达1nm;放大倍数可以抵达30万倍及以上一连可调;并且景深大, 视野大, 成像立体效果好。。。。。别的, 扫描电子显微镜和其他剖析仪器相连系, 可以做到视察微观形貌的同时举行物质微区因素剖析。。。。。扫描电子显微镜在岩土、石墨、陶瓷及纳米质料等的研究上有普遍应用。。。。。因此扫描电子显微镜在科学研究领域具有重着述用等。。。。。
扫描电子显微镜电子枪发射出的电子束经由聚焦后汇聚成点光源;点光源在加速电压下形成高能电子束;高能电子束经由两个电磁透镜被聚焦成直径细小的光点, 在透过最后一级带有扫描线圈的电磁透镜后, 电子束以光栅状扫描的方法逐点轰击到样品外貌, 同时引发出差别深度的电子信号。。。。。此时, 电子信号会被样品上方差别信号吸收器的探头吸收, 通过放大器同步传送到电脑显示屏, 形成实时成像纪录 (图a) 。。。。。由入射电子轰击样品外貌引发出来的电子信号有:俄歇电子 (Au E) 、二次电子 (SE) 、背散射电子 (BSE) 、X射线 (特征X射线、一连X射线) 、阴极荧光 (CL) 、吸收电子 (AE) 和透射电子(图b) 。。。。。每种电子信号的用途因作用深度而异。。。。。
扫描电子显微镜是一种多功效的仪器,具有许多优越的性能,是用途最为普遍的一种仪器,它可以举行如下基天职析:
(1)三维形貌的视察和剖析;
(2)在视察形貌的同时,举行微区的因素剖析。。。。。
①视察纳米质料。。。。。所谓纳米质料就是指组成质料的颗�；；；蛭⒕С叽缭�0. 1～100 nm规模内,在坚持外貌清洁的条件下加压成型而获得的固体质料。。。。。纳米质料具有许多与晶态、非晶态差别的、奇异的物理化学性子。。。。。纳米质料有着辽阔的生长远景,将成为未来质料研究的重点偏向。。。。。扫描电子显微镜的一个主要特点就是具有很高的区分率,现已普遍用于视察纳米质料。。。。。
②举行质料断口的剖析。。。。。扫描电子显微镜的另一个主要特点是景深大,图象富有立体感。。。。。扫描电子显微镜的焦深比透射电子显微镜大10倍,比光学显微镜大几百倍。。。。。由于图象景深大,故所得扫描电子象富有立体感,具有三维形态,能够提供比其他显微镜多得多的信息,这个特点对使用者很有价值。。。。。扫描电子显微镜所显示的断口形貌从深条理、高景深的角度泛起质料断裂的实质,在教学、科研和生产中,有不可替换的作用,在质料断裂缘故原由的剖析、事故缘故原由的剖析以及工艺合理性的判断等方面是一个强有力的手段。。。。。[8]
③直接视察大试样的原始外貌。。。。。它能够直接视察直径100 mm, 高50 mm, 或更大尺寸的试样, 对试样的形状没有任何限制, 粗糙的外貌也能视察, 这便免去了制备样品的贫困,并且能真实视察试样自己物质因素差别的衬度(背反射电子象)。。。。。
④视察厚试样。。。。。其在视察厚试样时,能获得高的区分率和最真实的形貌。。。。。扫描电子显微的区分率介于光学显微镜和透射电子显微镜之间。。。。。但在对厚块试样的视察举行较量时, 由于在透射电子显微镜中还要接纳复膜要领, 而复膜的区分率通常只能抵达10 nm, 且视察的不是试样自己,因此,用扫描电子显微镜视察厚块试样更有利, 更能获得真实的试样外貌资料。。。。。
⑤视察试样的各个区域的细节。。。。。试样在样品室中可动的规模很是大。。。。。其他方法显微镜的事情距离通常只有2～3cm,故现实上只允许试样在两度空间内运动。。。。。但在扫描电子显微镜中则差别,由于事情距离大(可大于20 mm) ,焦深大(比透射电子显微镜大10倍) ,样品室的空间也大,因此,可以让试样在三度空间内有6个自由度运动(即三度空间平移,三度空间旋转) ,且可动规模大,这对视察不规则形状试样的各个区域细节带来极大的利便。。。。。
⑥在大视场、低放大倍数下视察样品。。。。。用扫描电子显微镜视察试样的视场大。。。。。在扫描电子显微镜中,能同时视察试样的视场规模F由下式来确定:F=L/M
式中
F——视场规模;
M——视察时的放大倍数;
L——显象管的荧光屏尺寸。。。。。
若扫描电镜接纳30 cm ( 12英寸)的显象管,放大倍数15倍时,其视场规模可达20 mm。。。。。大视场、低倍数视察样品的形貌对有些领域是很须要的,如刑事侦探和考古。。。。。
⑦举行从高倍到低倍的一连视察。。。。。放大倍数的可变规模很宽,且不必经常对焦。。。。。扫描电子显微镜的放大倍数规模很宽(从5到20万倍一连可调) ,且一次聚焦好后即可从高倍到低倍,从低倍到高倍一连视察,不必重新聚焦,这对举行事故剖析特殊利便。。。。。
⑧视察生物试样。。。。。因电子照射而爆发试样的损伤和污染水平很小。。。。。同其他方法的电子显微镜较量,由于视察时所用的电子探针电流小(一样平常约为10- 10～10- 12A)电子探针的束斑尺寸小(通常是5 nm到几十纳米) ,电子探针的能量也较量小(加速电压可以小到2 kV ) ,并且不是牢靠一点照射试样,而是以光栅状扫描方法照射试样,因此,由于电子照射而爆发试样的损伤和污染水平很小,这一点对视察一些生物试样特殊主要。。。。。
⑨举行动态视察。。。。。在扫描电子显微镜中,成象的信息主要是电子信息。。。。。凭证近代的电子工业手艺水平,纵然高速转变的电子信息,也能绝不难题的实时吸收、处置惩罚和贮存,故可举行一些动态历程的视察。。。。。若是在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件,则可以通过电视装置,视察相变、断裂等动态的转变历程。。。。。10从试样外貌形貌获得多方面资料。。。。。在扫描电子显微镜中,不但可以使用入射电子和试样相互作用爆发种种信息来成象,并且可以通过信号处置惩罚要领,获得多种图象的特殊显示要领,还可以从试样的外貌形貌获得多方面资料。。。。。由于扫描电子象不是同时纪录的,它是剖析为近百万个逐次依此纪录组成的,因而使得扫描电子显微镜除了视察外貌形貌外,还能举行因素和元素的剖析,以及通过电子通道名堂举行结晶学剖析,选区尺寸可以从10μm到2μm。。。。。
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