掃描電子顯微鏡利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)

　　掃描電子顯微鏡(SEM)是1965年發(fā)明的細(xì)胞生物學(xué)研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像，這個(gè)像是在樣品被掃描時(shí)按時(shí)序建立起來的，即使用逐點(diǎn)成像的方法獲得放大像。

　　一. 原理：

　　如果入射電子撞擊樣品表面原子的外層電子，把它激發(fā)出來，就形成低能量的二次電子，在電廠的作用下它可呈曲線運(yùn)動(dòng)，翻越障礙進(jìn)入檢測器，使表面凹凸的各個(gè)部分都能清晰成像。二次電子的強(qiáng)度主要與樣品表面形貌有關(guān)。二次電子和背景散射電子共同用于掃描電鏡的成像。當(dāng)探針很細(xì)，分辨率高時(shí)，基本收集的是二次電子二背景電子很少，稱為二次電子成像(SEI)。

　　二. 結(jié)構(gòu)：由3個(gè)部分組成：真空系統(tǒng)，電子束系統(tǒng)，成像系統(tǒng)。

　　a 真空系統(tǒng)

　　真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空柱兩部分。

　　真空柱是一個(gè)密封的柱形容器。

　　真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空。

　　電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會(huì)迅速氧化而失效，所以在使用SEM時(shí)需要用真空，或以純氮?dú)饣蚨栊詺怏w充滿整個(gè)真空柱。為了增大電子的平均自由程，從而使得用于成像的電子更多。

　　b 電子束系統(tǒng)

　　電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的，電子能量確定的電子束用以掃描成像。

　　c 成像系統(tǒng)

　　成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱種。真空柱底端用于放置樣品。