扫描电子显微镜是如何工作的?

初中课堂上,老师带领我们学会使用光学显微镜观察植物细胞的线粒体。随着对精度的要求越来越高,很多科研人员会选择使用扫描电镜,从而实现纳米级的样品截面观察与分析。扫描电子显微镜到底是怎么工作的呢?相信很多人都存在疑问,即使看了百度百科,依然一头雾水。今天小编用几张动图给大家详细介绍一下扫描电镜的工作原理。

HITACHI中大型扫描电镜SU3800/3900-日立原子力显微镜_电子显微镜_差示扫描量热仪_热重分析仪_分光光度计

扫描电子显微镜的成像是利用细聚焦高能电子束在样件表面激发各种物理信号,如二次电子、背散射电子等,通过相应的检测器来检测这些信号,信号的强度与样品表面形貌有一定的对应关系,因此,可将其转换为视频信号来调制显像管的亮度得到样品表面形貌的图像。

入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量(30~50eV)激发核外电子脱离原子,能量大于材料逸出功的价电子从样品表面逸出成为真空中的自由电子,此即二次电子。

二次电子试样表面状态非常敏感,能有效显示试样表面的微观形貌,分辨率可达5~10nm。

入射电子达到离核很近的地方被反射,没有能量损失;既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子,又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子。

用背反射信号进行形貌分析时,其分辨率远比二次电子低。可根据背散射电子像的亮暗程度,判别出相应区域的原子序数的相对大小,由此可对金属及其合金的显微组织进行成分分析。

新式的扫描电子显微镜的分辨率可以达到1nm;放大倍数可以达到30万倍及以上连续可调;并且景深大, 视野大, 成像立体效果好。此外, 扫描电子显微镜和其他分析仪器相结合, 可以做到观察微观形貌的同时进行物质微区成分分析。扫描电子显微镜在岩土、石墨、陶瓷及纳米材料等的研究上有广泛应用。因此扫描电子显微镜在科学研究领域具有重大作用。

今天的介绍就到这儿了,相信大家对于扫描电镜的基本原理有了更深一步的了解,更多科学仪器应用,尽情关注!

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