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賽默飛電子顯微鏡

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sem掃描電子顯微鏡的工作原理是什么？

閱讀：597 發(fā)布時間：2024-8-5

　　sem掃描電子顯微鏡是一種利用細聚焦的電子束掃描樣品表面，并通過檢測從樣品中激發(fā)出的二次電子、背散射電子等信號來獲取樣品表面形貌和組成的高分辨率成像設(shè)備。

　　sem掃描電子顯微鏡的工作原理可以概括為以下幾個步驟：

　　1、電子槍發(fā)射電子：使用一個電子槍來產(chǎn)生一束高速電子。這些電子通過高壓加速，通常在幾千到幾十千伏之間，以獲得足夠的能量。

　　2、電子束成形與聚焦：產(chǎn)生的電子束通過一系列的電磁透鏡進行聚焦和整形，最終形成一個直徑很小(納米至微米級別)的探針。

　　3、掃描線圈控制電子束掃描：電子束隨后進入一套掃描線圈，這些線圈在電磁作用下快速偏轉(zhuǎn)電子束，使其在樣品表面上進行逐點掃描。掃描方式通常是光柵掃描或蛇形掃描。

　　4、樣品相互作用產(chǎn)生信號：當(dāng)高速電子束轟擊樣品表面時，會與樣品原子發(fā)生相互作用，導(dǎo)致電子-空穴對的產(chǎn)生、原子的電離、二次電子的釋放等一系列復(fù)雜的物理過程。

　　5、信號處理與圖像構(gòu)建：收集到的信號經(jīng)過放大和處理后，被送到顯像系統(tǒng)。在那里，這些信號被轉(zhuǎn)換成圖像，每個像素點的亮度對應(yīng)于某個特定位置的信號強度。通過同步掃描線圈的控制信號和顯示系統(tǒng)的掃描信號，可以保證顯示器上形成的圖像與電子束在樣品上的掃描位置一一對應(yīng)。

　　6、最終成像：通過逐點掃描和信號采集，能夠構(gòu)建出一幅高分辨率的二維圖像，顯示出樣品的表面形貌和成分分布。此外，還可以配備能量分散譜儀(eds)等附件，進行元素的定性和定量分析。

　　sem掃描電子顯微鏡的分辨能力非常強，一般可以達到納米級別，這使得它成為材料科學(xué)、冶金學(xué)、生物學(xué)以及半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域中研究微觀世界的重要工具。

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