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
调整样品台倾斜角度!一种所谓机械对中样品台在这个调解过程中,虽然不能精确的保证样品倾斜时严格以同一个轴线来调整,但基本观察视野不会跑,不离焦!这样翻过来调过去的看,你就看清楚了!稍微多讲点有关EM立体成像技术:
1950年代,美国科学家在实验室,第一次使用SEM弄出了立体对,那时SEM还没有商品化!在一般摄影上被称作全息照相!
现在FEI公司有这样的选购软件,可以用在SEM或TEM上。自动控制样品台按照一定角度间隔倾斜,且保证倾斜同轴,每个角度保存一幅图像,然后把N个图像合成一个立体图像,是最为精准的技术。SEM形成表面立体形貌像,TEM的立体像和CT效果相同。由于要求样品台精度极高,且运算复杂,价格贼贵!
为了简化操作,节约成本,只看个大概!最常用的立体对方法是样品角度不变,电子束以一定允许的夹角从两个方向分别扫描一张图像,一张红色伪彩,一张绿色伪彩。把两张照片叠加,形成红绿重影像!然后戴个红绿镜片眼镜,也可看到立体图像,解决你的问题!
除了立体对技术,还有就是线扫描Y增益的示波器技术!
有些扫描电镜带有示波器,扫描发生器让电子束在划定的直线上扫描,然后把信号曲线画在直线上方,因为图像信号强度是电子束与像素表面角度的函数,一般认为曲线的高低起伏代表样品的高低起伏。如果将一帧图像均做Y增益,即可用软件合成一幅立体表面形貌像。有些厂商忽悠客户说此为表面立体像,其实很不严谨,因为很多时候会有假象存在,基本上没有实用价值,很多厂商取消了这个功能!
如果没有做以上的多角度观察,那就要考验成像信号的判断。就这张图像而言,可以肯定:金字塔在基底上凸起!棱角凸起信号强度高,发亮;凹陷信号强度低,发暗!
由双通量量子位构成的量子超材料。由嵌入共面波导中的15个双量子位阵列组成的超导量子超材料。显示了双通量量子位的SEM图像(上方)和整个结构(下方)。每个量子位由两个超导环路组成,它们共享一个公共的中心约瑟夫森结( α 结)和位于环路外部的四个相同的约瑟夫森结。的 α -结允许磁通环之间的隧道。插图是单个亚原子的示意图-双通量量子位;显示了节点上的阶段。
由俄罗斯和德国科学家组成的国际团队在创建看似不可能的材料方面取得了突破。他们成功地创造了世界上第一个可用作超导电路控制元素的量子超材料。
超材料是一种物质,其性质与其所组成的原子无关,而取决于原子的结构排列。每个结构都有数百纳米,并且具有自己的一组特性,当科学家尝试将材料分离为其组成部分时,这些特性会消失。这就是为什么这种结构称为亚原子的原因(不要与门捷列夫周期表中的常见原子相混淆)。任何由超原子组成的物质都称为超材料。
直到最近,原子和超原子之间的另一个区别是,常规原子的性质是由量子力学方程式描述的,而超原子是由经典物理学方程式描述的。然而,量子位的产生导致了潜在的机会来构造由超原子组成的超材料,超原子的状态可以用量子力学来描述。但是,这项研究要求创建不寻常的量子位。
“由NUST MISIS,德国卡尔斯鲁厄理工学院和IPHT Jena(德国)组成的国际科学家团队由NUST MISIS超导超材料实验室负责人Alexey Ustinov教授领导,创造了世界上第一个称为“孪生”量子位,以及基于它的超材料。由于这种新材料的卓越性能,将有可能创造出超导电子设备中的关键元素之一。” NUST MISIS负责人Alevtina Chernikova说。
双量子位跃迁频率的磁场依赖性。 从等式的哈密顿量计算出的基态能量( a )和双量子位的跃迁能量 hf 01。(1)( b )。参数 α = 0.72和 C = 5.2 fF,约瑟夫森能量为 E J = 50 GHz。这些依赖关系是 Φ 0 周期和对称相对于 Φ / Φ 0 = 0.5。的(最小点 b )曲线图对应于中央结相的转变 φ 0 从零到 π 。
NUST MISIS超导超材料实验室的研究员,该项目的第一作者Kirill Shulga指出,传统的量子位由包含三个约瑟夫森结的方案组成。但是,双量子位由相对于中心轴对称的五个结组成。
“双量子比特被认为比传统的超导量子比特更复杂。这里的逻辑非常简单:具有大量自由度的更复杂的(人为复杂的)系统具有更多影响其性能的因素。当更改超材料所处环境的某些外部属性时,我们可以通过将双量子位从具有特定属性的一种状态转换为具有其他属性的另一种状态来打开和关闭这些属性。”
在整个实验过程中,由双量子位组成的整个超材料在两种不同模式之间切换时,这一点变得显而易见。
微波通过不同形式的量子超材料的传输。 a 测得的传输系数 t 的幅值 (归一化为零场的值)对施加的直流磁场(与线圈中的偏置电流,下轴成比例)和频率 f的 依赖性 。上水平轴将磁场以 每个qubit单环的磁通量 Φ 转换 。透射 t 在磁通 Φ的 变化下显示出急剧的变化 。可以看到两种不同的微波传播范围,零场附近的传输几乎平坦,磁通量 Φ〜 ±时,在11–14 GHz附近的传输具有明显的共振增强。 Φ 0 /2。 b 的交叉切割 一个 在13千兆赫的固定频率。尖峰对应于两个量子位中量子态之间的相干隧穿(参见文本)。 Ç 交叉切割的 一 在10GHz的固定频率。急剧的跳跃对应于 双量子位的中心结在零和 π 相之间的过渡 (见文本)。红色曲线与理论预测的依赖关系式拟合。(12)
“在一种模式中,量子位链很好地传输了微波范围内的电子辐射,同时保留了量子元素。” 在另一种模式下,它将超导相位旋转180度并锁定电磁波通过自身的传输。然而,它仍然是一个量子系统。因此,借助磁场,这种材料可用作电路中的量子信号(分离的光子)系统中的控制元素,由正在开发的量子计算机组成。” NUST MISIS的工程师Ilya Besedin说超导超材料实验室和该项目的研究人员之一。
与标准量子位的性质相比,很难在标准计算机上准确计算一个孪生量子位的性质。如果量子位变得复杂几倍,则有可能达到复杂性的极限,接近或超过现代电子计算机的能力。这种复杂的系统可以用作量子模拟器,即可以预测或模拟某些实际过程或材料的属性的设备。
正如研究人员指出的那样,他们必须整理出许多理论来正确描述量子超材料中发生的过程。该研究的结果是“由双通量量子位组成的量子超材料的磁感应透明性”一文,并发表在《自然通讯》上。
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