1、放大率:
与普通光学显微镜不同,在SEM中,是通过控制扫描区域的大小来控制放大率的。如果需要更高的放大率,只需要扫描更小的一块面积就可以了。放大率由屏幕/照片面积除以扫描面积得到。
所以,SEM中,透镜与放大率无关。
2、场深:
在SEM中,位于焦平面上下的一小层区域内的样品点都可以得到良好的会焦而成象。这一小层的厚度称为场深,通常为几纳米厚,所以,SEM可以用于纳米级样品的三维成像。
3、作用体积:
电子束不仅仅与样品表层原子发生作用,它实际上与一定厚度范围内的样品原子发生作用,所以存在一个作用“体积”。
4、工作距离:
工作距离指从物镜到样品最高点的垂直距离。
如果增加工作距离,可以在其他条件不变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离,则可以在其他条件不变的情况下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在5毫米到10毫米之间。
5、成象:
次级电子和背散射电子可以用于成象,但后者不如前者,所以通常使用次级电子。
6、表面分析:
欧革电子、特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关,所以可以用于成分分析。但由于电子束只能穿透样品表面很浅的一层(参见作用体积),所以只能用于表面分析。
表面分析以特征X射线分析最常用,所用到的探测器有两种:能谱分析仪与波谱分析仪。前者速度快但精度不高,后者非常精确,可以检测到“痕迹元素”的存在但耗时太长。
观察方法:
如果图像是规则的(具螺旋对称的活体高分子物质或结晶),则将电镜像放在光衍射计上可容易地观察图像的平行周期性。
尤其用光过滤法,即只留衍射像上有周期性的衍射斑,将其他部分遮蔽使重新衍射,则会得到背景干扰少的鲜明图像。
扩展资料:
SEM扫描电镜图的分析方法:
从干扰严重的电镜照片中找出真实图像的方法。在电镜照片中,有时因为背景干扰严重,只用肉眼观察不能判断出目的物的图像。
图像与其衍射像之间存在着数学的傅立叶变换关系,所以将电镜像用光度计扫描,使各点的浓淡数值化,将之进行傅立叶变换,便可求出衍射像〔衍射斑的强度(振幅的2乘)和其相位〕。
将其相位与从电子衍射或X射线衍射强度所得的振幅组合起来进行傅立叶变换,则会得到更鲜明的图像。此法对属于活体膜之一的紫膜等一些由二维结晶所成的材料特别适用。
扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。
参考资料:百度百科-扫描电子显微镜
楼下误导。75NF75是 ST的 75V,75A 场效应管,理论上说75NF75更好。不过75NF75只适用于48V或者36V控制器,用于60V以上的控制器则不够用,容易击穿。如果你要做60V或者72V控制器,建议你要用100V,100A的MOS管。东芝有这个规格,客户广泛。有疑问可以找我再沟通。
激光、芯片和量子电路都可以从这种模糊的现象中受益
自2007年拓扑绝缘体首次问世以来,这种内部绝缘、外部导电的新型材料激发了研究人员对其在电子领域的潜力的兴趣。然而,一种相关但更模糊的材料——拓扑光子,可能会首先达到实际应用。
拓扑学是数学的一个分支,研究形状的哪些方面能承受变形。例如,一个形状像环的物体可以变形成杯子形状,环上的孔形成了杯子柄上的孔,但是不能变形成没有孔的形状。
利用拓扑学知识,研究人员开发了拓扑绝缘体。沿这些材料的边缘或表面移动的电子能强烈地抵抗任何可能阻碍它们流动的干扰,就像变形环上的空穴能抵抗任何变化一样。
最近,科学家们设计了一种光子拓扑绝缘体,在这种绝缘体中,光具有类似的“拓扑保护”。“这些材料在结构上有规律的变化,使得特定波长的光沿着它们的表面流动,而不会散射或损失,甚至在角落和缺陷周围。”
拓扑光子学的三个有前途的潜在用途:
扫描电子显微镜图像中显示的电子驱动拓扑激光以太赫兹频率工作。
拓扑激光在这些新材料的第一个实际应用中可能是包含拓扑保护激光。例如,南加州大学的Mercedeh Khajavikhan和她的同事们开发了拓扑激光器,这种激光器比传统设备更有效,而且被证明更能抵抗缺陷。
第一个拓扑激光器每一个都需要一个外部激光来激发它们工作,但限制了实际应用。然而,新加坡和英国的科学家最近开发了一种电力驱动的拓扑激光器。
研究人员首先将砷化镓和砷化铝层夹在一起制成晶圆。当带电时,晶圆片发出明亮的光。
科学家们在晶圆片上钻了一个晶格孔。每个孔就像一个等边三角形,四角被削掉了。格子周围是形状相同的洞,方向相反。
晶圆片上受拓扑保护的光沿着不同孔组之间的界面流动,并以激光束的形式从附近通道中出现。新加坡南洋理工大学的电气和光学工程师王奇杰介绍,该设备被证明具有很强的抗缺陷能力。
激光工作在太赫兹频率,这对成像和安检是有用的。Khajavikhan和她的同事们现在正在开发一种可以在近红外波段工作的激光雷达,可能用于电信、成像和激光雷达。
扫描电子显微镜(SEM)图像显示了宾夕法尼亚大学开发的一种光子拓扑绝缘体。
通过使用光子而不是电子,光子芯片有望比传统电子设备更快地处理数据,这可能支持5G甚至6G网络的高容量数据路由。光子拓扑绝缘子在光子芯片中具有特殊的应用价值,可以引导光绕过缺陷。
然而,拓扑保护只在材料的外部起作用,这意味着光子拓扑绝缘体的内部有效地浪费了空间,极大地限制了这种设备的紧凑程度。
为了解决这个问题,宾夕法尼亚大学的光学工程师梁峰和他的同事们开发了一种具有边缘的光子拓扑绝缘体,他们可以对其进行重新配置,这样整个设备就可以传输数据。他们制造了一个250微米宽的光子芯片,并在上面蚀刻了椭圆环。通过外部激光泵入芯片,他们可以改变单个光圈的光学特性,这样“我们就可以把光送到芯片中我们想要的任何地方,”冯介绍到。——从任何输入端口到任何输出端口,甚至是一次多个输出端口。
总而言之,该芯片承载的端口数是目前最先进的光子路由器和交换机的数百倍。研究人员现在正在开发一种集成的方式来完成这项任务,而不是要求用芯片外的激光来重新配置芯片。
这幅艺术家的渲染图显示了受地形保护的光子在硅波导中移动。
在理论上基于量子位元的量子计算机是非常强大的。但是基于超导电路和捕获离子的量子位很容易受到电磁干扰,因此很难扩展到有用的机器上。但基于光子的量子位元可以避免这类问题。
量子计算机只有在它们的量子位元被“纠缠”,或连接在一起作为一个量子位元时才能工作。纠缠态是非常脆弱的,研究人员希望拓扑保护可以保护光子量子位元不受散射和当光子遇到不可避免的制造错误时可能发生的其他干扰。
光子科学家Andrea Blanco-Redondo现在是诺基亚贝尔实验室硅光子学的负责人,她和她的同事们制作了硅纳米线的格子,每条宽450纳米,并将它们平行排列。晶格中的纳米线偶尔会被两道粗缝与其它纳米线隔开。这在晶格中产生了两种不同的拓扑结构,而沿着这些拓扑结构边界向下移动的纠缠光子在拓扑结构上得到了保护,即使研究人员在晶格上添加了缺陷。希望这种拓扑保护可以帮助基于光的量子计算机解决远远超出主流计算机能力的问题。
利用拓扑光子学创造激光束,性能出乎意料的优秀
光纤激光器是最为广泛应用的一种激光器。根据预测,全球光纤激光器的销售额将由 2017年的 15.90 亿美元增加到 2020 年的 25.00 亿美元,年复合增长率为 16.28%。随着激光器的急速发展,相应的,各国在激光技术上的研究也从未停止过。
在最新的研究中,以色列海法Technion研究所的Mordechai Segev及其团队基于拓扑光子学创造了一个激光束,且其中的光波是同相的。这就意味着该技术的能量损耗将会更低,即激光发射效率更高。
实验中,研究团队将一系列圆形通道蚀刻到半导体材料芯片的表面,并从芯片上方将红外光投射到该结构上,这些圆形通道精确捕获特定波长的光波,然后使光波从一个环路移动到下一个环路,以形成光子系统。
但是在光子系统中,波传播的方向是可逆的,这样会导致能量损耗。去年,在加利福尼亚大学BoubacarKanté的研究中,他采用磁场来限制波的传播来解决这个问题;与之不同的是,此次Segev采用的是,圆形通道的不对称设计,该设计本身就会优先筛选波的一个方向的传播,这样不但避免了能量损耗的问题,还使得循环光脉冲被增强或放大。
两种方法有着本质的区别,虽然BoubacarKanté的方法形成了激光束,但是利用磁场对其进行限制或多或少对激光束的发射能量进行了削弱,而Segev的改进则要巧妙得多。
对此,Segev说道:“这要得益于拓扑保护,该系统完美的告诉我们不完美的恰恰是最稳定的。”
“大多数物理学家怀疑拓扑光子学会和激光产生兼容,从而导致发射不了激光,但事实上,这些系统通常比我们现有的系统更容易工作。”
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