掃描電鏡的成像原理是怎樣的
日期:2023-06-20
掃描電鏡(SEM)的成像原理是通過對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描和檢測(cè)來獲取圖像。以下是SEM的基本成像原理:
電子源:SEM使用一個(gè)電子槍產(chǎn)生高能電子束。電子槍中的熱陰極會(huì)發(fā)射出電子,然后通過加速電場(chǎng)加速這些電子,形成高速的電子束。
電子束聚焦:在電子源之后,電子束通過一系列的電磁透鏡(如透鏡和磁透鏡)進(jìn)行聚焦。這些透鏡控制電子束的徑向和軸向尺寸,使其變得細(xì)小和聚焦。
樣品交互:電子束在樣品表面掃描時(shí)與樣品交互。當(dāng)高能電子束與樣品表面的原子和分子相互作用時(shí),會(huì)發(fā)生多種相互作用過程,包括散射、激發(fā)和電子發(fā)射等。
信號(hào)檢測(cè):樣品與電子束交互時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同類型的信號(hào)。常用的信號(hào)是次級(jí)電子和后向散射電子。次級(jí)電子是由電子束與樣品表面相互作用后從表面解吸出來的低能電子。后向散射電子是由電子束與樣品表面相互作用后,以較高能量散射回到探頭的電子。
信號(hào)檢測(cè)器:掃描電鏡中使用相應(yīng)的探頭或探測(cè)器來檢測(cè)由樣品產(chǎn)生的信號(hào)。常見的探測(cè)器包括次級(jí)電子探測(cè)器和后向散射電子探測(cè)器。探測(cè)器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),并發(fā)送給圖像處理系統(tǒng)。
圖像生成:通過控制電子束的位置和強(qiáng)度,掃描電鏡系統(tǒng)可以逐點(diǎn)掃描樣品表面,并根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度生成像素級(jí)的圖像。這些圖像可以被重新構(gòu)建成樣品表面的全景圖像。
需要注意的是,掃描電鏡成像是間接的,需要通過掃描和信號(hào)檢測(cè)來獲取圖像,而不是直接觀察樣品。這種成像方式使得SEM能夠提供高分辨率的表面形貌圖像和詳細(xì)的樣品信息。
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作者:澤攸科技