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掃描電鏡的三大系統(tǒng)說明

更新時間:2020-08-13      點擊次數(shù):2566
   掃描電鏡存在于我們的生活中,我們需要對它進一步地了解,以便更好地利用它為人類創(chuàng)造價值。我們來看看掃描電鏡的幾大組成系統(tǒng)吧!
  1.真空系統(tǒng)
  真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空柱兩部分。真空柱是一個密封的柱形容器。真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空。有機械泵、油擴散泵以及渦輪分子泵三大類,機械泵加油擴散泵的組合可以滿足配置鎢槍的SEM的真空要求,但對于裝置了場致發(fā)射槍或六硼化鑭槍的SEM,則需要機械泵加渦輪分子泵的組合。
  成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱中。真空柱底端即為右圖所示的密封室,用于放置樣品。之所以要用真空,主要基于以下兩點原因:
  電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會迅速氧化而失效,所以除了在使用SEM時需要用真空以外,平時還需要以純氮氣或惰性氣體充滿整個真空柱。
  為了增大電子的平均自由程,從而使得用于成像的電子更多。
  2.電子束系統(tǒng)
  電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡兩部分組成,主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成像。電子槍用于產(chǎn)生電子,主要有兩大類:
  一類是利用場致發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子,稱為場致發(fā)射電子槍。有至少1000小時以上的壽命,且不需要電磁透鏡系統(tǒng);
  另一類則是利用熱發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子,有鎢槍和六硼化鑭槍兩種。
  電磁透鏡是熱發(fā)射電子需要電磁透鏡來成束,所以在用熱發(fā)射電子槍的SEM上,電磁透鏡*。通常會裝配兩組:
  匯聚透鏡:用匯聚電子束裝配在真空柱中,位于電子槍之下。通常不止一個,并有一組匯聚光圈與之相配。但匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束,與成像會焦無關(guān)。
  物鏡:物鏡為真空柱中下方的一個電磁透鏡,它負責(zé)將電子束的焦點匯聚到樣品表面。
  3.成像系統(tǒng)
  電子經(jīng)過一系列電磁透鏡成束后,打到樣品上與樣品相互作用,會產(chǎn)生次級電子、背散射電子、歐革電子以及X射線等一系列信號。所以需要不同的探測器譬如次級電子探測器、X射線能譜分析儀等來區(qū)分這些信號以獲得所需要的信息。雖然X射線信號不能用于成像,但習(xí)慣上,仍然將X射線分析系統(tǒng)劃分到成像系統(tǒng)中。

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