扫描电子显微镜(SEM)是使用聚焦电子光束的仪器来扫描测试样本的矩形区域(称为光栅扫描),并产生图像。
电子束与样品的相互作用
电子枪有两种变体:
- 传统的热离子发射器包括尖端带有钨或六硼化镧的灯丝。
- 钨场发射枪(FEG),冷热,使用尖端发射器,其保持在2-7千伏,诱导足够高的表面电位,以引起梁形式的现场电子的排放 - 具有a除了当前密度的三个或更少的顺序之外,较小的尺寸和更大的相干性(也被测量为亮度)。
灯丝 |
W-tungsten |
Lab6. |
FEG(肖特基) |
冷FEG |
源码 |
30-50μm |
5-50µm |
15海里 |
3海里 |
温度(摄氏度) |
1700-2400. |
1500 |
1500 |
周围 |
服务 |
便宜的 |
昂贵的 |
昂贵的 |
昂贵的 |
真空(Torr) |
10.-5 |
10.-7 |
10.-10 |
10.-10 |
一生 |
180.200 |
> 1000 h |
> 1年 |
> 1年 |
亮度 |
10.6. |
10.7. |
10.8. |
10.9. |
发射电流(µ) |
100 - 200 |
50. |
50. |
10. |
Delta E / e |
2.5电动汽车 |
1.5电动汽车 |
1电动汽车 |
0.25电动汽车 |
电子能取决于电压,从1kev到50kev不等
电流(A):电子数/时间单位
1安培= 1库仑/秒1库仑,或大约6 × 1018个电子
例如,测量的10个电流-9一到十-12年a对应于约6 x 106.至6x109.电子/秒。
环境扫描电子显微镜
环境扫描电子显微镜(ESEM)是一种改进版的扫描电子显微镜,它可以在潮湿状态或包含在低真空或气体中具有足够的分辨率和质量的样品。这在从生物标本中产生图像时特别有用,因为传统的电子显微镜是高真空的。透射电镜需要非常薄的标本切片,大约100纳米。
生物样本必须先用化学方法固定,然后脱水并嵌入树脂聚合物中,这样它们就足够稳定,可以制备这样的薄片。为了达到充分的对比,可能需要处理有机聚合物、生物切片或其他这类材料的标签含有重原子。欧洲杯足球竞彩
ESEM最大使用是在未涂覆的非金属或生物标本上进行成像。氩气或其他气体通常存在于样本周围,使得可以实现高于500Pa的压力,而真空约为10-3到10-4扫描电镜成像需要Pa。在这样的真空状态下,不需要先制备非导电样品,也不需要预先充电水合样品。
透射电子显微镜(TEM)
透射电子显微镜(TEM)使用阳极加速电子束,正负电极之间的电位差约为+100 keV(40至400 keV),然后使用静电和电磁透镜将电子束集中,再通过样品。
由于样品对光只有部分透明,所以会发生一定程度的散射。这种散射导致了不同的电子束出现,它传递了大量关于样品结构的数据,并被显微镜的物镜放大。
这被称为图像,通过投射到荧光屏上,涂上荧光粉或像硫化锌这样的物质,可以显示空间变化,并转换成可见图像。
另一种方法是使用直接暴露于新出现的放大梁的摄影膜或板进行照相记录。第三种方法是使用透镜系统或光纤光导将高分辨率荧光体耦合到数码相机传感器,使得相机检测图像。然后可以将其投影到计算机或监视器。
透射电子显微镜的优点是能够产生分辨率约为50皮米的图像,并将其放大约1000万倍,而传统的光学显微镜通过衍射只能将图像解析到约200纳米,放大不到200倍。
与扫描电镜相比,透射电镜的分辨率要高一个或多个倍。另一方面,由于使用表面扫描过程而不是引导电子束穿过样品,SEM可以产生相当大的样品图像(几厘米宽)。此外,可以设计和调整扫描电子显微镜的设置,以图像的样品到更高的景深,生成的图像表示样品的形状在三维。
扫描透射电子显微镜
扫描透射电子显微镜(Stem)使用从探针的聚焦的电子束以矩形(光栅)模式以矩形(光栅)模式扫描。样品必须通过制造极薄的切片来确保电子能够穿过并被样品散射。
这种出现的光束被探测到。该技术提供了与TEM相同的高分辨率,不同之处在于光束聚焦的时间,即光束在STEM中击中样本之前,但在TEM中发生这一事件之后。
聚焦离子束
聚焦离子束(FIB)经常被用于分析半导体、材料科学和生物样品的结构。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球它确保了材料的分析、沉积和烧蚀以一种特定的方式进行。欧洲杯足球竞彩使用的设2020欧洲杯下注官网备类似于扫描电子显微镜,但使用的是聚焦的镓离子束而不是电子束,因此在FIB过程中样品被破坏。
离子具有高能量,因此当梁入射在样品上时,它从表面上撞击原子,以及使一些镓原子粘在前几纳米内。因此,样品的表面在结构中变得不规则。
一组合FIB-SEM.系统配有列以发送电子束和离子束。因此,它们中的任何一个都可用于分析样本的单个特征。首先,镓离子的光束被引导到表面上以找到缺陷或要研究的特征。其次,电子束(来自内置SEM)用于图像样本。
该信息的来源、审查和改编来自HORIBA Scientific提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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