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扫描电镜的原理

神谕至尊 2012-11-07 01:19:15 551  浏览
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参与评论

全部评论(2条)

  • liyijennifer 2012-11-08 00:00:00
    简单的说就是用电子打到样品上,然后从荧光屏上读去相应的信息。打个比方好比是一股很细的水流在样品表明上扫描,而飞溅出的水打到一面镜子上,通过镜子水流状态的改变进而知道样品的形状。由于电子非常的小,所以分辨率较高。

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  • 鸡皮肤不恐怖 2017-05-26 16:13:01
    成像原理   1.透射电镜技术    透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察。透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍。由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm)。其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格。要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机(ultramicrotome)切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色。电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时,电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像,电子照片上则呈黑色,称电子密度高(electrondense)。反之,则称为电子密度低(electronlucent)。   2.扫描电镜技术 扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。(细胞、组织)表面的立体构像,可摄制成照片。   扫描电镜样品用戊二醛和饿酸等固定,经脱水和临界点干燥后,再於样品表面喷镀薄层金膜,以增加二波电子数。 电子显微镜下的纤维扫描电镜能观察较大的组织表面结构,由於它的景深长,1mm左右的凹凸不平面能清所成像,故放样品图像富有立体感。

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Q:扫描电镜(SEM)的工作原理是什么?

电子作为zui早发现的基本粒子,是电量最小的单元,电量为 1.602189 × 10-19 库仑,质量为 9.10956 × 10-31 kg。自然界的原子都由一个带正电的原子核以及围绕它运动的若干电子组成。

电子的发射源

在 SEM 中,灯丝作为电子的发射源十分关键,传统的 W 灯丝以及飞纳电镜采用的 CeB6 灯丝都是通过热激发方式激发电子。

热激发是通过赋予电子更高的能量加热,使得电子具有超出逸出功的能力,逸出功越高,需要的工作温度也就越高。

W 灯丝的逸出功为 4.5 eV,CeB6 灯丝的逸出功为 2.6 eV。所以,W 灯丝的工作温度在 2800K,而 CeB6 只需要在 1800K,工作温度的不同同样会影响色差,W 灯丝色差为 2.5 eV,CeB6 色差仅为 1 eV。

灯丝电子发射原理决定了 CeB6 灯丝可以在更低的温度下产生比 W 灯丝更高的电流,意味着更高的亮度,更低的色差和更长的寿命。

 

电子在电场以及磁场中的运动

电子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,从而改变运动的方向,在扫描电镜中主要体现在物镜(通电磁线圈产生的磁场会聚电子)以及扫描单元(通电磁线圈产生的磁场偏转电子)。

 

电子与样品相互作用

当入射电子与样品相互作用时,会激发出多种电子信号,包括背散射电子(BSE)、二次电子(SE)等。

背散射电子激发深度为 1-2μm,主要反映样品的成分以及晶向等信息,而二次电子激发深度一般 <10 nm,主要表征样品的表面形貌信息。

 

二次电子图像

SED 成像,主要反映样品的表面形貌,在边缘等处信号量更高。

背散射电子

BSD 成像,主要反映样品的成分差异,原子序数较大的组分亮度更高。

Phenom 飞纳采用逸出功更低的单晶 CeB6 灯丝,可以在低温下使电子逸出,有效地降低色差,提升灯丝亮度,延长灯丝使用寿命,并通过电场以及磁场的控制实现电子的加速以及偏转,提供优秀的 BSD 和 SED 图像。


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