臺式掃描電子顯微鏡(SEM)是一種先進的科研工具,廣泛應用于材料科學、生物學、醫學以及地質學等多個領域。它通過高能電子束與樣品表面的相互作用,產生各種物理信號,從而獲取樣品的表面形貌、化學成分和晶體結構等信息。下面我們將對臺式掃描電子顯微鏡的原理與構造進行簡要解析。
原理:
SEM的工作原理基于電子與物質的相互作用。當一束高能電子轟擊樣品表面時,會產生多種物理信號,如二次電子、背散射電子、X射線等。這些信號攜帶著樣品的表面形貌、化學成分等信息,通過收集和分析這些信號,就可以得到樣品的詳細結構信息。

構造:
臺式掃描電子顯微鏡主要由以下幾個部分組成:
電子槍:產生高能電子束的裝置,通常使用鎢絲或場發射電子槍。
電磁透鏡:用于聚焦電子束,形成極細的光斑。電磁透鏡的性能直接影響SEM的分辨率。
掃描系統:包括掃描線圈和控制系統,用于控制電子束在樣品表面的掃描運動。掃描系統可以精確控制電子束的掃描速度和范圍,從而實現樣品的精確成像。
信號收集與處理系統:收集電子束與樣品相互作用產生的各種物理信號,并經過放大、轉換和數字化處理,最終形成可視化的圖像或數據。
真空系統:維持樣品室和鏡筒內的高真空環境,以減少電子束與空氣分子的碰撞,保證成像質量。
綜上所述,臺式掃描電子顯微鏡通過高能電子束與樣品表面的相互作用,獲取樣品的表面形貌、化學成分等信息。其構造復雜而精密,需要各個部件的協同工作才能實現高質量的成像和數據分析。