工作原理
电子源:
SEM使用电子发射电子束sem 。常用的电子源类型包括钨灯丝、六硼化铈(CeB6)和场发射(FEG),其中场发射提供最高的亮度和分辨率。
电子束加速和聚焦:
发射的电子通过加速电压加速,形成高能电子束sem 。
电子束通过电磁透镜系统聚焦到样品表面,从而实现高分辨率成像sem 。
扫描系统:
聚焦后的电子束在样品表面按特定的扫描方式移动,通常是逐行扫描sem 。
信号检测:
与样品表面相互作用产生二次电子、背散射电子、X射线等信号,这些信号被探测器收集并用于生成图像sem 。
成像模式
二次电子成像(SEI):
二次电子是由样品表面原子壳层电子受入射电子激发而逸出的低能电子sem 。
主要用于观察样品的表面形貌,因其对样品表面微小细节的灵敏度高sem 。
背散射电子成像(BSE):
背散射电子是入射电子与样品原子核发生弹性碰撞后反射回来的高能电子sem 。
对原子序数敏感,因此可以用于元素对比和相分析sem 。富重元素区域通常在图像中显示为亮区。
能谱分析(EDS/EDX)
能量散X射线谱仪(EDS)用于检测和分析元件,由入射电子激发样品中的原子产生特征X射线sem 。
通过分析X射线的能量,可以确定样品的元素组成sem 。
样品制备
导电处理:非导电样品需要进行导电涂层处理,常用材料是金或碳sem 。
厚度和尺寸:样品需要适合显微镜的工作室尺寸,一般较小且表面平整sem 。
生物样品处理:生物样品通常需要固定、脱水和干燥sem 。
应用与优势
材料科学:用于研究材料的表面结构、断面分析和故障分析sem 。
半导体工业:用于芯片和电子元件的缺陷检测和工艺分析sem 。
生物医学:用于细胞和组织样品的形态学研究sem 。
地质学:用于矿物和岩石样品的成分和表面分析sem 。