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扫描电子显微镜（SEM）是一种利用高能电子束扫描样品表面，通过收集激发出的二次电子、背散射电子等信号来获取样品表面形貌和结构信息的电子光学仪器。以下是对其原理的详细介绍： 基本工作原理
- 电子束发射与加速：由电子枪发射的高能电子束，在加速电压的作用下获得动能，并经过电磁透镜聚焦成极细的电子束。
- 电子束与样品相互作用：聚焦后的电子束在扫描线圈的驱动下，对样品表面进行光栅式扫描。高能电子束与样品相互作用，激发出二次电子、背散射电子等多种信息。
- 信号收集与放大：激发出的信息被相应的探测器捕获，如二次电子探测器和背散射电子探测器，然后通过光电倍增管将光信号转换为电信号，并进行放大处理。
- 图像显示与分析：放大后的信号被传送至显像管的栅极，调制显像管的亮度，最终在荧光屏上呈现出与样品表面相对应的显微形貌图像。
主要组成部分
- 电子光学系统：包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈等，负责产生、聚焦和控制电子束。
- 信号收集及处理系统：主要由各种探测器组成，用于收集样品表面激发出的信号。
- 图像显示和记录系统：包括显像管和荧光屏，用于显示和记录样品表面的形貌和结构信息。
- 真空系统：保持镜筒内的高真空状态，以减少电子束与空气分子的碰撞，提高成像质量。
- 电源及控制系统：为SEM提供稳定的电源，并控制各部件的工作状态。
技术特点
- 高分辨率：SEM能够观察试样表面6nm左右的细节。
- 大景深：由于电子束与样品的相互作用深度较浅，SEM具有较大的景深，能够清晰地观察到起伏较大的粗糙表面。
- 多样化信息：除了形貌信息外，SEM还能提供样品的元素成分、晶体结构等信息。
- 样品制备简单：只需将块状或粉末状的样品稍加处理或不处理，就可直接放到SEM中进行观察。
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发表于 2024-10-12 09:59:50
