掃描電鏡的工作原理及發(fā)展

掃描電鏡的工作原理及發(fā)展

掃描電鏡( SEM)的工作原理是由電子槍發(fā)射出來直徑為50μ m (微米)的電子束，在加速電壓的作用下經(jīng)過磁透鏡系統(tǒng)會聚，形成直徑為5nm (納米)的電子束，聚焦在樣品表面上，在第二聚光鏡和物鏡之間偏轉(zhuǎn)線圈的作用下，電子束在樣品.上做光柵狀掃描，同時同步探測入射電子和研究對象相互作用后從樣品表面散射出來的電子和光子，獲得相應(yīng)材料的表面形貌和成分分析田。從材料表面散射出來的二次電子的能量一般低于50 eV, 其大多數(shù)的能量約在2 ~ 3 eV。因為二次電子的能量較低，只有樣品表面產(chǎn)生的二次電子才能跑出表面，逃逸深度只有幾個納米，這些信號電子經(jīng)探測器收集并轉(zhuǎn)換為光子，再通過電信號放大器加以放大處理，最終成像在顯示系統(tǒng)上。掃描電鏡工作原理的特殊之處在于把來自二次電子的圖像信號作為時像信號，將一點一點的畫面“動態(tài)”地形成三維的圖像。

未來的掃描電鏡將會在以下三個方面發(fā)展:

( 1)不斷提高分辨率，以求觀察更精細(xì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、微小的實體以至單個原子;

( 2)研制超高壓電鏡和特殊環(huán)境的樣品室，以研究物體在自然狀態(tài)下的形貌及動態(tài)性質(zhì);

(3) 研制能對樣品進行綜合分析(包括形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等)的設(shè)備。

總之，現(xiàn)代分析測試技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)或?qū)⒁蟠蟠龠M礦物加工學(xué)科的發(fā)展，必然帶來礦物加工學(xué)科研究量和質(zhì)的進步。隨著掃描電鏡的發(fā)展以及其他測試的手段的發(fā)展，定將更有力的為今后的發(fā)展提供支持。

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