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掃描電子顯微鏡是以電子束作為照射光源,把聚焦很細(xì)的電子束以掃描方式照射到樣品的一個(gè)微區(qū)上,使樣品產(chǎn)生各種不同的物理信息,然后分別加以收集和處理,從而得出分析區(qū)域的微觀形貌、成分和結(jié)構(gòu)等物理信息的一種分析儀器。掃描電子顯微鏡的設(shè)計(jì)思想和工作原理,早在1935年便已被提出來了。1942年,英國首先制成一臺實(shí)驗(yàn)室用的掃描電鏡,但由于成像的分辨率很差,照相時(shí)間太長,所以實(shí)用價(jià)值不大。經(jīng)過各國科學(xué)工作者的努力,尤其是隨著電子工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,到1956年開始生產(chǎn)商品掃描電鏡。近數(shù)十年來,掃描電鏡已廣泛地應(yīng)用在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、冶金學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中,促進(jìn)了各有關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

.掃描電子顯微鏡的工作原理
從電子槍陰極發(fā)出電子束,受到陰陽極之間加速電壓的作用,射向鏡筒,經(jīng)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并且激發(fā)出多種電子信號。這些電子信號被相應(yīng)的檢測器檢測,經(jīng)過放大、轉(zhuǎn)換,變成電壓信號,最后被送到顯像管的柵極上并且調(diào)制顯像管的亮度。顯像管中的電子束在熒光屏上也作光柵狀掃描,并且這種掃描運(yùn)動(dòng)與樣品表面的電子束的掃描運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格同步,這樣即獲得襯度與所接收信號強(qiáng)度相對應(yīng)的掃描電子像,這種圖像反映了樣品表面的形貌特征。

掃描電子顯微鏡鏡樣品制備的主要要求是:盡可能使樣品的表面結(jié)構(gòu)保存好,沒有變形和污染,樣品干燥并且有良好導(dǎo)電性能。

2.掃描電子顯微鏡的特點(diǎn)
和光學(xué)顯微鏡及透射電鏡相比,掃描電鏡具有以下特點(diǎn):
①能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu),樣品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm;
②樣品制備過程簡單,不用切成薄片;
③樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn),因此,可以從各種角度對樣品
進(jìn)行觀察;

④景深大,圖像富有立體感。掃描電鏡的景深較光學(xué)顯微鏡大幾百倍,比透射電
鏡大幾十倍;
⑤圖像的放大范圍廣,分辨率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(xué)顯微鏡直至透射電鏡的放大范圍分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電
鏡之間,可達(dá)3nm;
⑥電子束對樣品的損傷與污染程度較小;
⑦在觀察樣品形貌的同時(shí),還可利用從樣品發(fā)出的其他信號作微區(qū)成分分析。