掃描電子顯微鏡的廣泛應用及產品的功能特點

掃描電子顯微鏡的廣泛應用及產品的功能特點

掃描電鏡成像過程與電視成像過程有很多相似之處, 而與透射電鏡的成像原理完全不同。透射電鏡是利用成像電磁透鏡一次成像, 而掃描電鏡的成像則不需要成象透鏡, 其圖象是按一定時間、空間順序逐點形成并在鏡體外顯像管上顯示。

二次電子成象是使用掃描電鏡所獲得的各種圖象中應用廣泛, 分辨本領高的一種圖象。我們以二次電子成象為例來說明掃描電鏡成象的原理。

由電子槍發射的電子束高可達30keV, 經會聚透鏡、物鏡縮小和聚焦, 在樣品表面形成一個具有一定能量、強度、斑點直徑的電子束。在掃描線圈的磁場作用下, 入射電子束在樣品表面上按照一定的空間和時間順序做光柵式逐點掃描。由于入射電子與樣品之間的相互作用, 將從樣品中激發出二次電子。由于二次電子收集極的作用, 可將各個方向發射的二級電子匯集起來, 再將加速極加速射到閃爍體上, 轉變成光信號, 經過光導管到達光電倍增管, 使光信號再轉變成電信號。這個電信號又經視頻放大器放大并將其輸送至顯像管的柵極, 調制顯像管的亮度。因而, 再熒光屏上呈現一幅亮暗程度不同的、反映樣品表面形貌的二次電子象。

在掃描電鏡中, 入射電子束在樣品上的掃描和顯像管中電子束在熒光屏上的掃描是用一個共同的掃描發生器控制的。這樣就保證了入射電子束的掃描和顯像管中電子束的掃描完全同步, 保證了樣品上的“物點”與熒光屏上的“象點”在時間和空間上一一對應, 稱其為“同步掃描”。一般掃描圖象是由近100萬個與物點一一對應的圖象單元構成的, 正因為如此, 才使得掃描電鏡除能顯示一般的形貌外, 還能將樣品局部范圍內的化學元素、光、電、磁等性質的差異以二維圖象形式顯示。