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一文看懂日立掃描電鏡的結(jié)構(gòu)、特點和原理

文章來源:杰星科技 人氣: 發(fā)表時間:2020-08-11

    日立掃描電鏡是自上世紀60年代作為商用電鏡面世以來迅速發(fā)展起來的一種新型的電子光學儀器,被廣泛地應用于化學、生物、醫(yī)學、冶金、材料、半導體制造、微電路檢查等各個研究領域和工業(yè)部門。

    日立掃描電鏡具有制樣簡單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大、保真度高、有真實的三維效應等特點,對于導電材料,可直接放入樣品室進行分析,對于導電性差或絕緣的樣品則需要噴鍍導電層。從結(jié)構(gòu)上看,掃描電鏡主要由七大系統(tǒng)組成,即電子光學系統(tǒng)、信號探測處理和顯示系統(tǒng)、圖像記錄系統(tǒng)、樣品室、真空系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、電源供給系統(tǒng)。

    電子光學系統(tǒng)包括電子槍、電磁透鏡、掃描線圈、樣品室等,主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成象。電磁透鏡:熱發(fā)射電子需要電磁透鏡來成束,所以在用熱發(fā)射電子槍的掃描電鏡上,電磁透鏡必不可少。通常會裝配兩組:匯聚透鏡和物鏡,匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束,與成象會焦無關;物鏡負責將電子束的焦點匯聚到樣品表面。掃描線圈的作用是使電子束偏轉(zhuǎn),并在樣品表面作有規(guī)則的掃動,電子束在樣品上的掃描動作和顯像管上的掃描動作保持嚴格同步,因為它們是由同一掃描發(fā)生器控制的。

    日立掃描電鏡的工作原理由邊電子槍發(fā)射出來的電子束,經(jīng)柵極聚焦后,在加速電壓作用下,經(jīng)過二至三個電磁透鏡所組成的電子光學系統(tǒng),電子束會聚成一個細的電子束聚焦在樣品表面。在末級透鏡上邊裝有掃描線圈,在它的作用下使電子束在樣品表面掃描。由于高能電子束與樣品物質(zhì)的交互作用,結(jié)果產(chǎn)生了各種信息:二次電子、背反射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極發(fā)光和透射電子等。

    這些信號被相應的接收器接收,經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上,調(diào)制顯像管的亮度。由于經(jīng)過掃描線圈上的電流是與顯像管相應的亮度一一對應,也就是說,電子束打到樣品上一點時,在顯像管熒光屏上就出現(xiàn)一個亮點。掃描電鏡就是這樣采用逐點成像的方法,把樣品表面不同的特征,按順序,成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號,完成一幀圖像,從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像。

 

 

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