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扫描电镜的结构和原理是什么

提供 来源:      日期:2019年07月18日
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在材料领域,扫描电镜(SEM)技术起着极其重要的作用。扫描电镜可以直接研究晶体缺陷及其过程。它可以观察到金属材料内部原子的聚集及其真实边界。它也可以在不同条件下观察到。边界移动的方式,也可以检查表面加工中晶体造成的损坏和辐射损伤。

 

 

扫描电镜结构和主要性能

 

扫描电镜可大致分为两部分:镜体和电源电路系统。主体部分包括电光系统,信号收集和显示系统以及真空泵系统。

 

1.电子光学系统。它由电子枪,电磁透镜,扫描线圈和样品室组成。其作用是获得扫描电子束作为信号的激发源。为了获得更高的信号强度和图像分辨率,扫描电子束应具有更高的亮度和尽可能小的束斑直径。

 

2.信号采集和显示系统。检测由入射电子产生的物理信号,然后通过视频放大作为成像系统的调制信号。现在通常使用电子探测器,其由闪烁器,光管和光电倍增器组成。

 

3。真空系统。真空系统的功能是确保电光系统的正常操作并防止样品污染。

 

4.电力系统。供电系统由电压调节,稳定电流和相应的安全保护电路组成。其功能是提供SEM各部分所需的功率。

 

扫描电镜的工作原理

 

由电子枪发射的扫描电镜电子束在加速电压的作用下由磁透镜系统集中,以形成由两到三个直径为5nm的电磁透镜组成的电子光学系统。电子束被浓缩成精细电子。光束聚焦在样品的表面上。

 

扫描线圈安装在最终透镜上,电子束在其作用下在样品表面上扫描。由于高能电子束与样品材料的相互作用,产生了各种信息:二次电子,背反射电子,吸收电子,X射线,俄歇电子,阴极发光和透射电子。

 

这些信号由相应的接收器接收,放大并发送到显像管的栅极,以调制显像管的亮度。由于通过扫描线圈的电流与显像管的亮度一一对应,即,当电子束撞击样品上的一点时,管荧光屏上出现亮点。

 

扫描电镜是一种逐点成像的方法。样本表面的不同特征按顺序转换为视频信号,并完成帧图像,以便我们可以在屏幕上观察样本表面上的各种特征图像。

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