sem通过探测哪种信号来获取样品表面成分信息

sem通过探测哪种信号来获取样品表面成分信息,第1张

sem通过探测信号来获取样品表面成分信息,扫描电镜可粗略分为镜体和电源电路系统两部分。镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空抽气系统组成。

电子光学系统,由电子枪,电磁透镜,扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束,作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率,扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径,信号收集及显示系统。

检测样品在入射电子作用下产生的物理信号,然后经视频放大作为显像系统的调制信号。现在普遍使用的是电子检测器,它由闪烁体,光导管和光电倍增器所组成。

真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作,防止样品污染,一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。

扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法,把样品表面不同的特征,按顺序,成比例地转换为视频信号,完成一帧图像,从而使我们在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图像。

入射电子束射入样品表面,扩散成一个水滴状,从上至下激发出的信号有:

1、俄歇电子,深度埃米级别:能量很弱,扫描电镜探测器不能采集,有专门的俄歇电镜和俄歇能谱仪;

2、二次电子,深度亚微米到5μm级别:二次电子又分SE1和SE2,分别被电镜不同二次电子探测器接收,形成形貌像;

3、阴极荧光、连续X射线:扫描电镜探测器不能采集;

4、背散射电子:扫描电镜背散射探头采集,可形成元素成分分布像和元素成分+形貌像;

5、特征X射线:扫描电镜能谱仪接收,形成元素成分分布像和元素含量分布结果;

6、吸收电子:吸收了,没有然后;

7、透射电子:亚微米到微米级别厚度的样品可能透过样品产生透射电子,需要借助透射电镜采集,形成透射电镜像或者能谱结果。

扫描电镜(SEM)一般用来观察组织细胞的表面形貌。

我见过的SEM可以观察到微绒毛、伪足、正在死亡的细胞表面出现的穿孔等结构,可能还有更高级的吧。透射电镜(TEM)可以用来观察细胞内部的细胞器等超微结构。不过我猜想操作技术足够精细到将一个细胞剖开的话,SEM也是可以观察细胞内部的。

扫描电镜的工作原理:

扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时,电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞,一些电子被反射出样品表面,而其余的电子则渗入样品中,逐渐失去其动能,最后停止运动,并被样品吸收。

在此过程中有99%以上的入射电子能量转变成样品热能,而其余约1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。这些信号主要包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、X射线等。扫描电镜设备就是通过这些信号得到讯息,从而对样品进行分析的。


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