Question

扫描电子显微镜

Answer 1

当电子束照射到样品上，电子便会与样品发生多种反应。其中部分电子可以直接透过样品；部分电子被样品散射开来；另外一部分电子从样品表面反射出来。把所有这些不同类型的电子收集起来，并使它们成像，便可以构成不同类型的电子显微镜。其中，把样品表面反射回来的电子收集起来并成像，这种电子显微镜叫做扫描电子显微镜。

1、扫描电镜的工作原理 在高压作用下，由于热阴极发射出的电子经阴极、栅极、阳极之间的电场聚焦、加速，在栅极与阳极之间形成一个具有很高能量的电子束斑，称之为电子源。这个电子束斑再经聚光镜压缩，会聚成极细的电子束并聚焦在样品表面上，这个高能量细聚焦的电子束在扫描线圈的作用下，在样品表面上进行扫描，与样品相互作用，激发出各种物理信号。各种物理信号的强度与样品的表面特征相关，可以用相应的探测器分别对其检测、放大、成像，用于各种微观分析。扫描电子显微镜主要收集的信号是二次电子和倍射电子。

2、扫描电镜的结构 由于扫描电镜的工作特性与透射电镜不同，所以它们的结构也有很大的差别。扫描电镜一般由电子光写系统、扫描系统、信号的检测及放大系统、图像的显示与记录系统、真空系统和电源系统组成。其中电子光学系统主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、样品室组成。与透射电镜的不同，它的作用不是用来成像的，而仅仅是用此获得一束高能量细聚焦的电子束，它是使样品产生各种信号的激发源。扫描系统的作用是使入射电子束在样品表面上作有规则的扫动，并与阴极射线管电子束在荧光屏上能够同步扫描，改变入射电子束在样品表面上的扫描振幅，以获得所需放大倍数的图像。扫描系统主要由扫描发生器、扫描线圈、放大倍率变换器组成。在入射电子作用下，样品表面上产生的各种物理信号被检测并经转换放大成用以调制图像或作其它分析的信号，这一过程就是由该系统来完成的。对于不同的物理信号要用不同的检测器来检测。目前扫描电镜常用的检测器主要是电子检测器，X射线检测器。

3、扫描电镜的试样制备 扫描电镜一个突出的特点就是对样品的适应性很大，所有的固态样品，无论是块状的、粉末的、金属的、非金属的、有机的、无机的都可以观察。而且样品的制备比较简单，但仍需要一定的技术和要求，否则就不能达到满意的结果。一般的扫描电镜对样品的要求主要有：适当的大小和良好的导电性。扫描电镜景深长成像越立体。