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。
用样品交互电子束
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纳米 |
温度(OC) |
1700-2400. |
1500 |
1500 |
周围 |
服务 |
廉价 |
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小时 |
> 1年 |
> 1年 |
亮度 |
10.6. |
10.7. |
10.8. |
10.9. |
发射电流(μA) |
100-200 |
50. |
50. |
10. |
Delta E / e |
2.5 EV. |
1.5电动汽车 |
1 ev. |
0.25 ev. |
电子能量取决于电压,从1 kev到50 kev变化
电流(a):电子/时间单位数量
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-9a到10-12a对应于约6 x 106.到6 x 109.电子/秒。
环境扫描电子显微镜
环境扫描电子显微镜(ESEM)是SEM的改性版本,其可以在湿态的图像中的图像样本或包含在低真空或具有足够分辨率和质量的气体中的样品。这对于生产来自生物样本的图像特别有用,由于其高真空,因此不能承受常规电子显微镜的图像。传输EM需要非常薄的标本切片,约100nm。
必须首先化学固定生物样品,然后脱水并嵌入树脂聚合物中,使得它们足够稳定,以便制备这种薄部分。对于足够的对比,可能需要用含有重原子的标记处理这种类型的有机聚合物,生物切片或其他材料。亚博网站下载
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.-4SEM成像需要PA。在这样的真空中,不需要首先制备非导电样品,并且水合样品也不需要预先充电。
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。
试样发生一定程度的散射,因为它对光线仅透明。散射导致新出现的电子束的差异,其传送了许多关于样品结构的数据,并通过显微镜的目的地放大。
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。
TEM具有能够产生具有大约50微米的分辨率的图像的优点,并且与传统的光学显微镜相比,该分辨率约为一百万次,该传统光学显微镜相比仅通过衍射将图像分解为大约200纳米的图像,并将它们少于200时代。
与SEM相比,TEM具有较高的一个或多个放大级的分辨率。另一方面,SEM可以产生相当大(几厘米)的样品的图像,因为它使用表面扫描过程而不是将电子束引导通过样品。此外,可以设计SEM,其设置调整为将样本图像图像到更高的景深,产生表示三维示例形状的图像。
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
非常经常使用聚焦离子束或FIB,以分析半导体,材料科学材料和生物标本的结构。亚博网站下载亚博老虎机网登录它以特定于现场的方式确保分析,沉积和消融材料。亚博网站下载所用设备app亚博体育类似于SEM,但使用聚焦镓离子而不是电子的光束,因此样品在FIB期间被破坏。
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。
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