中文名称 | 电子扫描显微镜 | 主要功能 | 三维形貌的观察和分析 |
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试 样 | 块状或粉末颗粒 | 成像信号 | 二次电子、背散射电子或吸收电子 |
① 观察纳米材料,所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内,在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。纳米材料具有许多与晶体、非晶态不同的、独特的物理化学性质。纳米材料有着广阔的发展前景,将成为未来材料研究的重点方向。扫描电子显微镜的一个重要特点就是具有很高的分辨率。现已广泛用于观察纳米材料。
②进口材料断口的分析:扫描电子显微镜的另一个重要特点是景深大,图象富立体感。扫描电子显微镜的焦深比透射电子显微镜大10倍,比光学显微镜大几百倍。由于图象景深大,故所得扫描电子象富有立体感,具有三维形态,能够提供比其他显微镜多得多的信息,这个特点对使用者很有价值。扫描电子显微镜所显示饿断口形貌从深层次,高景深的角度呈现材料断裂的本质,在教学、科研和生产中,有不可替代的作用,在材料断裂原因的分析、事故原因的分析已经工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。
③直接观察大试样的原始表面,它能够直接观察直径100mm,高50mm,或更大尺寸的试样,对试样的形状没有任何限制,粗糙表面也能观察,这便免除了制备样品的麻烦,而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度(背反射电子象)。
④ 观察厚试样,其在观察厚试样时,能得到高的分辨率和最真实的形貌。扫描电子显微的分辨率介于光学显微镜和透射电子显微镜之间,但在对厚块试样的观察进行比较时,因为在透射电子显微镜中还要采用复膜方法,而复膜的分辨率通常只能达到10nm,且观察的不是试样本身。因此,用扫描电子显微镜观察厚块试样更有利,更能得到真实的试样表面资料。
⑤ 观察试样的各个区域的细节。试样在样品室中可动的范围非常大,其他方式显微镜的工作距离通常只有2-3cm,故实际上只许可试样在两度空间内运动,但在扫描电子显微镜中则不同。由于工作距离大(可大于20mm)。焦深大(比透射电子显微镜大10倍)。样品室的空间也大。因此,可以让试样在三度空间内有6个自由度运动(即三度空间平移、三度空间旋转)。且可动范围大,这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。
⑥在大视场、低放大倍数下观察样品,用扫描电子显微镜观察试样的视场大。在扫描电子显微镜中,能同时观察试样的视场范围F由下式来确定:F=L/M
式中 F--视场范围;
M--观察时的放大倍数;
L--显像管的荧光屏尺寸。
若扫描电镜采用30cm(12英寸)的显像管,放大倍数15倍时,其视场范围可达20mm,大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的,如刑事侦察和考古。
⑦ 进行从高倍到低倍的连续观察,放大倍数的可变范围很宽,且不用经常对焦。扫描电子显微镜的放大倍数范围很宽(从5到20万倍连续可调),且一次聚焦好后即可从高倍到低倍、从低倍到高倍连续观察,不用重新聚焦,这对进行事故分析特别方便。
⑧ 观察生物试样。因电子照射而发生试样的损伤和污染程度很小。同其他方式的电子显微镜比较,因为观察时所用的电子探针电流小(一般约为10-10 -10-12A)电子探针的束斑尺寸小(通常是5nm到几十纳米),电子探针的能量也比较小(加速电压可以小到2kV)。而且不是固定一点照射试样,而是以光栅状扫描方式照射试样。因此,由于电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小,这一点对观察一些生物试样特别重要。
⑨ 进行动态观察。在扫描电子显微镜中,成象的信息主要是电子信息,根据近代的电子工业技术水平,即使高速变化的电子信息,也能毫不困难的及时接收、处理和储存,故可进行一些动态过程的观察,如果在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件,则可以通过电视装置,观察相变、断烈等动态的变化过程。
⑩ 从试样表面形貌获得多方面资料,在扫描电子显微镜中,不仅可以利用入射电子和试样相互作用产生各种信息来成象,而且可以通过信号处理方法,获得多种图象的特殊显示方法,还可以从试样的表面形貌获得多方面资料。因为扫描电子象不是同时记录的,它是分解为近百万个逐次依此记录构成的。因而使得扫描电子显微镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析,以及通过电子通道花样进行结晶学分析,选区尺寸可以从10μm到3μm。
市场价 | 信息价 | 询价 |
由于电子扫描显微镜所具有的特点和功能,所以越来越受到科研人员的重视,用途日益广泛。现在扫描电子显微镜已广泛用于材料科学(金属材料、非金属材料、钠米材料)、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、刑事侦察、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。
电子扫描显微镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器.它可以进行如下基本分析:
(1)三维形貌的观察和分析;
(2)在观察形貌的同时,进行微区的成分分析。
电子显微镜除了包括亚显微镜还包括什么?
电子显微镜的分类 1、透射电镜 (TEM) 样品必须制成电子能穿透的,厚度为100~2000 Å的薄膜。成像方式与光学生物显微镜相似,只是以电子透镜代替玻璃透镜。放大后的电子像在荧光屏上显示出来,TE...
显微镜价钱
一般实验室用的几百到几万都有。一分钱一分货。
电子显微镜成像原理
电子显微镜是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。 电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代,透射...
电子显微镜的工作原理是什么?
顾名思义,所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲,形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象,所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”,从而开...
有谁知道电子扫描枪价格是多少?
广州市贺氏办公设备有限公司中通扫描枪价格900元深圳市誉恒达科技有限公司 中通扫描枪价格920元深圳市信华翰科技有限公司 &nbs...
电子显微镜的光源是短波长的电子束,汇聚电子束的是磁透镜,探测器采集入射束跟样品作用后的二次信号(背散射电子,X光子等),来获取样品的结构和成分信息 。扫描电镜用汇聚的电子束逐点逐行在样品表面扫描,由于样品形貌或成分不同,各点被激发出的二次信号的强度不同,探头采集这些信号来成像 。
透射·扫描电子显微镜、ransmissian-acanaing e:ectr}n ms-。r}ascc3pe; }1'SEM电子显微镜的种。由电子枪产生的高速电子束,投射到待测试样_巨,然后逐点扫描,收集电子束与试样表面相互作用产生的电子信息,经放人成像的一种显微镜。T}r:M较一般透射电户显微镜简单,可避免物链的色差问题,适用于原试样的观察。
台式扫描电子显微镜(Desktop Scanning Electron Microscope, Desktop SEM)的概念是由美国FEI公司(1997年原FEI和飞利浦电子光学合并而成)提出的,并于2006年正式发布了旗下的PheNOM飞纳台式扫描电镜,而后于2009年成立Phenom-World(飞纳世界)公司,专业研发并生产台式扫描电镜。相较于传统大型SEM,台式扫描电镜具有体积小巧、操作简便、价格便宜、快速抽真空、不用喷金测量不导电样品等优势,而且它的放大倍数可高达130,000倍。此类新型仪器的出现填补了光学显微镜与传统大型扫描电子显微镜之间的空白区域,可广泛应用于材料科学、纳米颗粒、生物医学、食品药品、纺织纤维、地质科学等诸多领域。
1基本原理
扫描电镜的电子枪发射出电子,经加速电压加速、磁透镜聚焦后,形成直径小于10μm的电子束,与样品相互作用,激发出二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子、阴极发光、透射电子等信号。再通过探测器获得相应的信号,形成矿物的形貌像、组分像等图像。此外可对含量达10-3以上的元素(B-U)进行准确的分析。
2样品要求
(1)选送的样品应具有代表性。
(2)样品中磁性矿物的含量较低,否则会影响图像质量和能谱分析结果。
(3)样品不能含水,否则会影响图像质量和能谱分析结果。
(4)以成分测试为主的样品须表面平整、镜面抛光,以确保分析测试结果准确;对于形貌观察则只需取新鲜断面。
3地质应用
(1)矿物物相研究:扫描电镜的二次电子图像可清晰呈现矿物特征的形貌,例如,高岭石呈假六方片状、假六方板状,埃洛石呈管状、圆球状,绿泥石呈六角板状。进而为矿物的成因、岩石的成岩环境及地球化学背景提供依据。
(2)岩石的组构特征:扫描电镜可观察到超微化石、微孔隙/裂隙的形态及相互间的相关关系。藻类和细菌等小于1μm的超微化石的细节在扫描电镜下能有清晰的展示,如:孢子囊、藻管在电镜下都清晰可见;纳米/微米孔隙的形态特征能清晰的观察,例如油页岩中的纳米孔隙的形态特征清晰可见。进而为地层的划分、储层的评价提供依据。
问题一:电子显微镜的使用方法 它与透过样品的电子束入射锥角和波长有关。可见光的波长约为300~700纳米,而电子束的波长与加速电压有关。当加速电压为50~100千伏时,电子束波长约为 00053~00037纳米。由于电子束的波长远远小于可见光的波长,所以即使电子束的锥角仅为光学显微镜的1%,电子显微镜的分辨本领仍远远优于光学显微镜。
电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜部分组成。镜筒主要有电子枪、电子透镜、样品架、荧光屏和照相机构等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体;真空系统由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成,并通过抽气管道与镜筒相联接;电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。
电子透镜是电子显微镜镜筒中最重要的部件,它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与玻璃凸透镜使光束聚焦的作用相似,所以称为电子透镜。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。
电子枪是由钨丝热阴极、栅极和阴极构成的部件。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。
电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与 X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
投射式电子显微镜因电子束穿透样品后,再用电子透镜成像放大而得名。它的光路与光学显微镜相仿。在这种电子显微镜中,图像细节的对比度是由样品的原子对电子束的散射形成的。样品较薄或密度较低的部分,电子束散射较少,这样就有较多的电子通过物镜光栏,参与成像,在图像中显得较亮。反之,样品中较厚或较密的部分,在图像中则显得较暗。如果样品太厚或过密,则像的对比度就会恶化,甚至会因吸收电子束的能量而被损伤或破坏。
透射式电子显微镜镜筒的顶部是电子枪,电子由钨丝热阴极发射出、通过第一,第二两个聚光镜使电子束聚焦。电子束通过样品后由物镜成像于中间镜上,再通过中间镜和投影镜逐级放大,成像于荧光屏或照相干版上。
中间镜主要通过对励磁电流的调节,放大倍数可从几十倍连续地变化到几十万倍;改变中间镜的焦距,即可在同一样品的微小部位上得到电子显微像和电子衍射图像。为了能研究较厚的金属切片样品,法国杜洛斯电子光学实验室研制出加速电压为3500千伏的超高压电子显微镜。
扫描式电子显微镜的电子束 过样品,仅在样品表面扫描激发出次级电子。放在样品旁的闪烁晶体接收这些次级电子,通过放大后调制显像管的电子束强度,从而改变显像管荧光屏上的亮度。显像管的偏转线圈与样品表面上的电子束保持同步扫描,这样显像管的荧光屏就显示出样品表面的形貌图像,这与工业电视机的工作原理相类似。
扫描式电子显微镜的分辨率主要决定于样品表面上电子束的直径。放大倍数是显像管上扫描幅度与样品上扫描幅度之比,可从几十倍连续地变化到几十万倍。扫描式电子显微镜不需要很薄的样品;图像有很强的立体感;能利用电子束与物质相互作用而产生的次级电子、吸收电子和 X射线等信息分析物质成分。
扫描式电子显微镜的电子枪和聚光镜与透射式电子显微镜的大致相同,但是为了使电子束更细,在聚光镜下又增加了物镜和消像散器,在物镜内部还装有两组互相垂直的扫描线圈。物镜下面的样品室内装有可以移动、转动和倾斜的样品台。>>
问题二:怎么使用电子显微镜 分扫描电镜和透射电镜
都要经过专门培训的专业人员才可以使用
一般学校科研机构都有专门人员负责管理和使用
一般人要使用不能直接操作,只能把待观察样品做好送去让专业人员操作
电子显微镜不是普通光学显微镜,不是照着说明书做就可以的了
需要很多的经验才能用得好
问题三:电子显微镜如何用求高人回答! 你这个和正常的显微镜用法一样,不过在眼睛目镜的位置加一个电子放大的视频输出设备就可以了,输出到显示器上就可以了,不是专业的设备,普及型观察用,一般医院用的多。好的是电子微调的,你的是手动调整的精度不足。国产:凤凰牌。底下有个光源。参考意见。
问题四:如何用电子显微镜找到螨虫 螨虫一般寄生在人脸上,你找个出油比较厉害脸上有痘痘的人,用挖耳勺一样的东西从他脸上在油区划一下。然后把油均匀的涂到一个玻璃片上(载玻片),放到显微镜的载物台上,调整焦距观察即可。应该可以找到几只螨虫。
地上和空气中的也需要把它弄到玻璃上才可以。
问题五:科学家是怎样在使用电镜看到细胞膜 通过电镜观察
问题六:电子显微镜是用来测量什么的 肉眼看不到的东西都可以测量,电子显微镜是一个大类,里面包含了很多很多几十种不同的显微镜,倍数唬同,测量的用途也不同。
问题七:电子显微镜的用途? 视频显微镜也可叫做数码显微镜
最早的雏形应该是相机型显微镜,将显微镜下得到的图像通过小孔成象的原理,投影到感光照片上,从而得到。或者直接将照相机与显微镜对接,拍摄。随着CCD摄像机的兴起,显微镜可以通过其将实时图像转移到电视机或者监视器上,直接观察,同时也可以通过相机拍摄。80年代中期,随着数码产业以及电脑业的发展,显微镜的功能也通过它们得到提升,使其向着更简便更容易操作的方面发展。到了90年代末,半导体行业的发展,晶圆要求显微镜可以带来更加配合的功能,硬件与软件的结合,智能化,人性化,使显微镜在工业上有了更大的发展。 荧光显微镜在萤光显微镜上,必须在标本的照明光中,选择出特定波长的激发光,以产生萤光,然后必须在激发光和萤光混合的光线中,单把萤光分离出来以供观察。因此,在选择特定波长中,滤光镜系统,成为极其重要的角色。 萤光显微镜原理: (A) 光源:光源幅射出各种波长的光(以紫外至红外)。 (B) 激励滤光源:透过能使标本产生萤光的特定波长的光,同时阻挡对激发萤光无用的光。 (C) 萤光标本:一般用萤光色素染色。 (D) 阻挡滤光镜:阻挡掉没有被标本吸收的激发光有选择地透射萤光,在萤光中也有部分波长被选择透过。 以紫外线为光源,使被照射的物体发出荧光的显微镜。电子显微镜是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长比光波短得多,所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍,分辨的最小极限达02纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看到物体表面的微小结构。 显微镜被用来放大微小物体的图像。一般应用于对生物、医药、微观粒子等观测。 (1)利用微微动载物台之移动,配全目镜之十字座标线,作长度量测。 (2)利用旋转载物台与目镜下端之游标微分角度盘,配全合目镜之址字座标线,作角度量测,令待测角一端对准十字线与之重合,然后再让另一端也重合。 (3)利用标准检测螺纹的节距、节径、外径、牙角及牙形等尺寸或外形。 (4)检验金相表面的晶粒状况。 (5)检验工件加工表面的情况。 (6)检测微小工件的尺寸或轮廓是否与标准片相符。 偏光显微镜偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质,在偏光显微镜下就能分辨的清楚,当然这些物质也可用染色法来进行观察,但有些则不可能,而必须利用偏光显微镜。
偏振光显微镜
(1)偏光显微镜的特点 将普通光改变为偏振光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射(各向同行)或双折射性(各向异性)。双折射性是晶体的基本特性。因此,偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域,在生物学和植物学也有应用。 (2)偏光显微镜的基本原理 偏光显微镜的原理比较复杂,在此不作过多介绍,偏光显微镜必须具备以下附件:起偏镜,检偏镜,补偿器或相位片,专用无应力物镜,旋转载物台。 超声波显微镜超声波扫描显微镜的特点在于能够精确的反映出声波和微小样品的弹性介质之间的相互作用,并对从样品内部反馈回来的信号进行分析!图像上(C-Scan)的每一个象素对应着从样品内某一特定深度的一个二维空间坐标点上的信号反馈,具有良好聚焦功能的ZA传感器同时能够发射和接收声波信号。一副完整的图像就是这样逐点逐行对样品扫描而成的。反射回来的超声波被附加了一个正的或负的振幅,这样就可以用信号传输的时间反映样品的深度。用户屏幕上的数字波形展示出接收到的反馈信息(A-Scan)。设置相应的门电路,用这种定量的时间差测>>
问题八:怎么用电子显微镜观察噬菌体 建议先进行灭活,制成标本后,再用电镜观测,有条件的可以进行冰冻处理。国外有专门进行生物研究的电子显微镜,有兴趣的可以去google学术。另外,在观测时要尽快拍照,因为电子束对生物样品损坏很大。
问题九:生物什么需要使用电子显微镜才能观察的到 病毒。细菌光学显微镜就可以。
扫描探针显微镜的基本工作原理是利用探针与样品表面原子分子的相互作用,即当探针与样品表面接近至纳米尺度时形成的各种相互作用的物理场,通过检测相应的物理量而获得样品表面形貌。扫描探针显微镜丰要由探针、扫描器、位移传感器、控制器、检测系统和图像系统5部分组成。而原子力显微镜是一种扫描探针显微镜的一支,更具有优势。尤其是韩国Park原子力显微镜值得信赖。其中Park NX10NX10是全球唯一一个真正非接触式原子力显微镜,在延长探针使用寿命的同时,还能良好地保护您的样品不受损坏。
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想要了解扫描探针显微镜的相关信息,推荐咨询Park原子力显微镜。park成立30多年来,始终致力于纳米领域的形貌&力学测量和半导体先进制成工艺的计量的新技术新产品的开发。Park独有的技术是将XY和Z扫描器分离,实现探针与样品间的真正非接触,避免形貌扫描过程中因探针磨损带来的图像失真,快速成像还可以大大提高测试效率,降低实验测试成本。
扫描电子显微镜,简称扫描电镜,英文名为Scanning Electron Microscope,缩写为SEM,是利用高能量的电子束在固体样品表面扫描,激发出二次电子、背散射电子、X射线等物理信号,从而获得样品表面图像及测定元素成分的一种电子光学仪器。
扫描电镜,按其功能划分,由电子光学系统、信号检测和放大系统、扫描系统、图像显示和记录系统、真空系统以及电源系统等六个部分组成(图5-1)。由电子枪发出,经电磁透镜会聚的电子束,由扫描线圈控制在固体样品表面作光栅式扫描,入射至样品中数微米深的范围内。这些高能电子与样品中原子相互作用后,使样品内产生二次电子、背散射电子、X射线等物理信号。
在入射电子的作用下从固体样品中射出的,能量小于50e V的电子都称为二次电子(Secondary Electron,常以缩写SE表示)。大部分二次电子的能量在3~5e V之间。背散射电子(Backscattered Electron,常以缩写BE表示)是被固体样品原子反射回来的入射电子,所以有时又称为反射电子(reflected electron,请勿称作背反射电子),其能量与入射电子的能量相等或接近相等。
图5-1 扫描电子显微镜的结构(未显示电源系统)
扫描电镜中的成像与闭路电视的成像相似。样品中产生的二次电子、背散射电子等物理信号可分别由检测器逐点逐行采集,并按顺序和成比例地将物理信号进行处理后输送到阴极射线管的栅极调制其亮度,显示出样品的图像。扫描电镜镜筒中的电子束在样品表面的扫描与阴极射线管中电子束在成像平面上的扫描是同步的。因此,阴极射线管上的图像与样品实物是逐点逐行一一对应的。由于样品表面各部位的形貌、成分和结构等的差异,被激发的二次电子、背散射电子数量有所不同,从而在阴极射线管上形成反映样品表面特征的明暗不同的图像。因此,扫描电镜的图像是一种衬度图像,并不是彩色图像。早期的扫描电镜图像是模拟图像,由照相底片记录。近年来图像均已数字化,可由计算机储存和显示。
由于二次电子能量较低,在距离表面10nm以上的样品内部产生的二次电子几乎全被邻近的原子吸收而无法逸出样品被检测器检测到。因此,二次电子像所反映的信息完全是样品表面的特征,是扫描电镜中使用最多的图像(图5-2)。
扫描电镜图像的特点是:① 放大倍数范围大,其有效放大倍数可从数十倍至十万倍,基本上概括了放大镜、光学显微镜至透射电镜的放大倍数范围。②分辨率高,景深大,立体感强。其二次电子图像的分辨率已达3nm,比光学显微镜约高5个数量级。在同一放大倍数下扫描电镜图像的景深比光学显微镜的景深大10~100倍。
图5-2 草莓状黄铁矿的扫描电子图像
扫描电镜对样品的基本要求是:①样品必须是干燥、清洁的固体,在高能电子束的轰击下不变形,不变质,并能经受住真空的压力。②样品必须导电。不导电的样品可在表面喷镀一层导电膜。近几年有些不导电的样品在数百伏的低加速电压下也能进行观察。因此,光片、没有盖玻璃的薄片以及断面等都能在扫描电镜中进行观察。对样品的大小也没有严格的要求,观察面积约1cm2,样品高度小于1cm较为适中。
近年来绝大多数扫描电镜都配备X射线能谱仪,有时还可配备电子背散射衍射部件,在观察图像的同时还可在原地进行微区的成分和结构分析。详情请见本章第三节和第四节的相关部分。
扫描电镜主要是电子束照射到样品后的二次电子成像,透射电镜的明场像是透射电子成像。x0d电子显微镜简称电镜,英文名Electron Microscope(简称EM)经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。x0d电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。x0d镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。x0d电子透镜用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有x0d时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。电子源是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏特之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。x0d样品可以稳定地放在样品架上,此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温、拉长等)的装置。x0d为什么要用荧光屏呢?因为人们的肉眼是看不见电子束的,所以要用荧光屏把电子束变成可见的光源,才能形成眼睛能看得见的像。x0d探测器用来收集电子的信号或次级信号。x0d真空装置用以保障显微镜内的真空状态,这样电子在其路径上不会被吸收或偏向,由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成,并通过抽气管道与镜筒相联接。x0d透射式电子显微镜因电子束穿透样品后,再用电子透镜成像放大而得名。它的光路与光学显微镜相仿,可以直接获得一个样本的投影。通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。在这种电子显微镜中,图像细节的对比度是由样品的原子对电子束的散射形成的。由于电子需要穿过样本,因此样本必须非常薄。组成样本的原子的原子量、加速电子的电压和所希望获得的分辨率决定样本的厚度。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低,样本就必须越薄。样品较薄或密度较低的部分,电子束散射较少,这样就有较多的电子通过物镜光阑,参与成像,在图像中显得较亮。反之,样品中较厚或较密的部分,在图像中则显得较暗。如果样品太厚或过密,则像的对比度就会恶化,甚至会因吸收电子束的能量而被损伤或破坏。x0d透射电镜的分辨率为01~02nm,放大倍数为几万~几十万倍。由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm)。x0d透射式电子显微镜镜筒的顶部是电子枪,电子由钨丝热阴极发射出、通过第一,第二两个聚光镜使电子束聚焦。电子束通过样品后由物镜成像于中间镜上,再通过中间镜和投影镜逐级放大,成像于荧光屏或照相干版上。中间镜主要通过对励磁电流的调节,放大倍数可从几十倍连续地变化到几十万倍;改变中间镜的焦距,即可在同一样品的微小部位上得到电子显微像和电子衍射图像。x0d扫描电子显微镜的电子束不穿过样品,仅以电子束尽量聚焦在样本的一小块地方,然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面被激发出次级电子。显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子,放在样品旁的闪烁晶体接收这些次级电子,通过放大后调制显像管的电子束强度,从而改变显像管荧光屏上的亮度。图像为立体形象,反映了标本的表面结构。显像管的偏转线圈与样品表面上的电子束保持同步扫描,这样显像管的荧光屏就显示出样品表面的形貌图像,这与工业电视机的工作原理相类似。由于这样的显微镜中电子不必透射样本,因此其电子加速的电压不必非常高。x0d扫描式电子显微镜的分辨率主要决定于样品表面上电子束的直径。放大倍数是显像管上扫描幅度与样品上扫描幅度之比,可从几十倍连续地变化到几十万倍。扫描式电子显微镜不需要很薄的样品;图像有很强的立体感;能利用电子束与物质相互作用而产生的次级电子、吸收电子和X射线等信息分析物质成分。x0d扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的人射电子轰击物质表面时,被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子,以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。同时,也可产生电子-空穴对、晶格振动(声子)、电子振荡(等离子体)。
历史沿革
1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本,而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。
1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。
一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。
1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。
1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像,同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统,同时电子显微镜的操作越来越简单。
简介
电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。
电子透镜用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。电子源是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏特之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。
样品可以稳定地放在样品架上,此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温、拉长等)的装置。
探测器用来收集电子的信号或次级信号。
真空装置用以保障显微镜内的真空状态,这样电子在其路径上不会被吸收或偏向,由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成,并通过抽气管道与镜筒相联接。
电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。