扫描电镜原理 什么是场发射

扫描电镜原理 什么是场发射,第1张

扫描电镜原理:

电子与物质相互作用会产生透射电子,弹性散射电子,能量损失电子,二次电子,背反射电子,吸收电子,X射线,俄歇电子,阴极发光和电动力等等。

电子显微镜就是利用这些信息来对试样进行形貌观察、成分分析和结构测定的。

电子显微镜有很多类型,主要有透射电子显微镜(简称透射电镜,TEM)和扫描电子显微镜(简称扫描电镜,SEM)两大类。

电子束通过加速电压打到样品上,称场发射。

1、适用范围不同。

冷场发射扫描电镜是一种用于材料科学、化学领域的分析仪器,而热场发射扫描电镜是一种用于物理学、材料科学、能源科学技术领域的分析仪器。热场发射扫描电镜使用范围更广。

2、技术指标不同。

冷场发射扫描电镜:

辨率:1.0nm (15kV),2.0nm (1kV),1.4nm(1KV)入射电子减速功能。放大倍率:×20 ~ ×800,000。加速电压:0.5 ~ 30kV。X射线能谱仪分辨率/有效面积:不低于133eV,10mm2。

热场发射扫描电镜:

放大倍数:35—90万倍。分辨率:工作电压15kV时分辨率为1.0nm。加速电压:0.2Kv—30Kv。能谱:探测元素范围B5-U92。能量分辨率:136eV。

3、主要功能不同。

冷场发射扫描电镜是超显微、形貌与成分分析相结合。而热场发射扫描电镜是物理学,材料科学,能源科学技术。

场发射扫描电镜的环境条件:

扫描电子显微镜的使用环境条件主要涉及温度、湿度、震动、磁场强度、接地等几个因素。

一般情况下,环境温度需控制在22~25℃,相对湿度以小于70%为宜,保证实验室清洁整齐,避免大声喧哗及震动、磁场的干扰。

温湿度控制需配备空调和除湿机,特别是在南方地区一定要保证对湿度的控制,避免温湿度对电镜电子部件的影响。

由于场发射扫描电子显微镜的分辨率较高,对震动和磁场强度的要求也较高,所以需尽量避免震动和杂散磁场的干扰。

一般在安装时,建议将电镜放置在楼体一层,远离输电线路、大功率设备等,并做防震地基和独立地线设置。

电镜地线要求必须是独立地线,即接地体到接线端子均完全独立,避免地线连接到公共接地体。在使用过程中,若周围有杂散磁场,在大倍数观察时图像会出现纵或横条纹干扰。总之,日常使用过程中要严格控制电镜的环境条件。

以ULTRAPLUS扫描电子显微镜为例,环境条件要求如下:温度保持在21~25℃,相对湿度小于65%,磁场强度小于3×10-7T,噪声强度小于65dB,独立地线的接地电阻小于0.1Ω。


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