掃描電子顯微鏡對我們來說似乎有點陌生，但它存在于我們的生活中。我們需要進(jìn)一步了解它，才能更好地利用它為人類創(chuàng)造價值。所以，今天小編就給大家介紹一下掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)組成等相關(guān)內(nèi)容。希望能給您的生活帶來更多的幫助，從而在生活中取得進(jìn)步。

掃描電子顯微鏡由三部分組成：真空系統(tǒng)、電子束系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。下面提到的掃描電子顯微鏡的地方，都用SEM代替。

1、真空系統(tǒng)

成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置于真空柱中。真空柱的底部是密封室，也就是放置樣品的地方。
之所以采用真空，主要基于以下兩個原因：
電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會很快氧化失效，所以使用SEM時除了真空外，通常還需要用純氮氣或惰性氣體充滿整個真空柱。
為了增加電子的平均自由程，使更多的電子用于成像。

2. 電子束系統(tǒng)

電子束系統(tǒng)由電子槍和電磁透鏡組成。主要用于產(chǎn)生能量分布很窄且具有一定電子能量的電子束，用于掃描成像。

電子槍
電子槍是用來產(chǎn)生電子的，主要有兩種，一共三種。
一種是利用場發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子，稱為場發(fā)射電子槍。這種電子槍很昂貴，超過十萬美元，并且需要不到10-10托的超高真空。 但它的使用壽命至少為1000小時，并且不需要電磁鏡頭系統(tǒng)。
另一種是利用熱發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生電子。有鎢槍和六硼化鑭槍兩種。 鎢槍的壽命在30到100小時之間，價格便宜，但圖像不如其他兩種明亮，通常用作廉價或標(biāo)準(zhǔn)的SEM配置。六硼化鑭槍的壽命介于場致發(fā)射電子槍和鎢槍之間。200-1000小時，價格是鎢槍的十倍左右。圖像比鎢槍亮5-10倍，需要比鎢槍略高。真空度一般在10-7torr以上；然而，它比鎢槍更容易過飽和和熱激發(fā)。

電磁透鏡
熱發(fā)射電子需要電磁透鏡才能形成光束，因此電磁透鏡對于使用熱發(fā)射電子槍的SEM來說是必不可少的。通常組裝兩個組：
會聚透鏡：顧名思義，會聚透鏡使用會聚電子束，組裝在真空柱中，位于電子槍下方。通常不止一個，并且有一組會聚光圈與之匹配。 但是，會聚透鏡僅用于會聚電子束，與成像焦點無關(guān)。
物鏡：物鏡是真空柱底部的電磁透鏡，負(fù)責(zé)將電子束的焦點會聚到樣品表面。

ZEM臺式掃描電子顯微鏡

3. 成像系統(tǒng)
電子通過一系列電磁透鏡后成為束流，撞擊樣品并與樣品相互作用，會產(chǎn)生二次電子、背散射電子、歐格電子、X射線等一系列信號。 因此，需要使用二次電子探測器、X射線能譜分析儀等不同的探測器來區(qū)分這些信號，以獲得所需的信息。盡管X射線信號不能用于成像，但習(xí)慣上將X射線分析系統(tǒng)劃分為成像系統(tǒng)。
一些檢測器很昂貴，例如羅賓遜背散射電子檢測器。在這種情況下，可以使用二次電子檢測器來代替，但需要設(shè)置偏置電場來濾除二次電子。

文章來源：麥迪森Madison