掃描電子顯微鏡是一種新型的電子光學儀器，自20世紀60年代作為商用電子顯微器問世以來，得到了迅速發(fā)展。廣泛應用于化學、生物、醫(yī)學、冶金、材料、半導體制造、微電路檢測等各個領域。研究領域和工業(yè)部門。如圖1所示，它是掃描電子顯微鏡的外觀圖。

? 樣品制備簡單、放大倍率可調(diào)范圍寬、圖像分辨率高、景深大、保真度高、三維效果真實等特點。[1]對于導電材料，可直接放置在樣品室中進行分析。性能差或絕緣性差的樣品需要噴涂導電層。

? 基本結構。

? 從結構上看，如圖2所示，掃描電子顯微鏡主要由七大系統(tǒng)組成，即電子光學系統(tǒng)、信號檢測處理與顯示系統(tǒng)、圖像記錄系統(tǒng)、樣品室、真空系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)。

? 其中最重要的三個系統(tǒng)是電子光學系統(tǒng)、信號檢測與顯示系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。

? 1. 電子光學系統(tǒng)電子光學系統(tǒng)包括電子槍、電磁透鏡、掃描線圈、樣品室等。主要用于產(chǎn)生能量分布極窄、具有一定電子能量的電子束，用于掃描和成像。電子槍：用于產(chǎn)生電子，主要分類如下：

? 電磁透鏡：熱發(fā)射的電子需要電磁透鏡來形成光束，所以電磁透鏡對于使用熱發(fā)射電子槍的掃描電子顯微鏡是必不可少的。通常由兩組透鏡組合而成：會聚透鏡和物鏡。會聚透鏡只用于會聚電子束，與像的焦點無關。物鏡負責將電子束聚焦在樣品表面上。

? 掃描線圈的作用是偏轉電子束，對樣品表面進行有規(guī)律的掃描。電子束對樣品的掃描作用和顯像管的掃描作用是嚴格同步的，因為它們是由同一個掃描發(fā)生器控制的。除了在樣品室中放置樣品外，還放置信號檢測器。

? 2. 信號檢測處理與顯示系統(tǒng)電子經(jīng)一系列電磁透鏡照射后，與樣品發(fā)生相互作用，產(chǎn)生二次電子、背散射電子、俄歇電子、X射線等一系列信號。因此，需要不同的探測器如二次電子探測器、X射線能譜分析儀等來區(qū)分這些信號，以獲得所需的信息。雖然X射線信號不能用于成像，但通常將X射線分析系統(tǒng)分類為成像系統(tǒng)。有些探測器是昂貴的，如羅賓遜背散射電子探測器。此時，可以使用二次電子探測器，但需要設置偏置電場來篩選二次電子。

? 3. 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空塔兩部分。真空柱是一個密封的圓柱形容器。真空泵用于在真空柱中產(chǎn)生真空。有三種類型的機械泵，油擴散泵和渦輪分子泵。機械泵和油擴散泵的組合可以滿足配備鎢絲槍的掃描電子顯微鏡的真空要求，但對于場發(fā)射槍或六硼化鑭和六硼化鈰槍的掃描電子顯微鏡需要機械泵和分子泵的組合。成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)都內(nèi)置在真空柱中。真空柱的底部是右側所示的樣品室，用于放置樣品。需要真空的原因包括:首先，電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會很快氧化而失效，因此需要抽真空。二是增加電子的平均自由程，使更多的電子用于成像。

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