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掃描電子顯微鏡 SEM(scanning electron microscope) 工作原理:
1965年發(fā)明的較現(xiàn)代的細胞生物學(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,這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的,即使用逐點成像的方法獲得放大像。
透射電鏡TEM (transmission electron microscope)工作原理:
是以電子束透過樣品經(jīng)過聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像, 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。
掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的人射電子轟擊物質(zhì)表面時,被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子,以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。
同時,也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振蕩 (等離子體)。原則上講,利用電子和物質(zhì)的相互作用,可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息,如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。
掃描電子顯微鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理,采用不同的信息檢測器,使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集,可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息;對x射線的采集,可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息。正因如此,根據(jù)不同需求,可制造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。
透射電鏡的分辨率為0.1~0.2nm,放大倍數(shù)為幾萬~幾十萬倍。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,必須制備更薄的超薄切片(通常為50~100nm)。
其制備過程與石蠟切片相似,但要求極嚴格。要在機體死亡后的數(shù)分鐘釣取材,組織塊要小(1立方毫米以內(nèi)),常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特制的超薄切片機(ultramicrotome)切成超薄切片,再經(jīng)醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。
電子束投射到樣品時,可隨組織構(gòu)成成分的密度不同而發(fā)生相應(yīng)的電子發(fā)射,如電子束投射到質(zhì)量大的結(jié)構(gòu)時,電子被散射的多,因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像,電子照片上則呈黑色。稱電子密度高(electron dense)。反之,則稱為電子密度低(electron lucent)。
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本文目錄:
一、原子力顯微鏡,透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡的分辨率各是多少
原子力AFM分辨率很高,通??次镔|(zhì)表面形貌,縱向達到10nm級是無壓力的。透射TEM一般標尺可以到20nm,不過具體看材料能做到多少,如果是高分辨HRTEM,那是用來看晶格的,標尺甚至可以達到2nm。掃描SEM的話至少可以到微米級,場發(fā)射掃描電鏡FESEM就更高了,材料導(dǎo)電性好一般可以到100nm的標尺還很清晰。選擇原子力顯微鏡推薦Park原子力顯微鏡的Park X20。
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二、SEM的原理是什么?
分類: 外語/出國
問題描述:
SEM的原理是什么?
解析:
(SEM)掃描電子顯微鏡的設(shè)計思想和工作原理,早在1935年便已被提出來了。1942年,英國首先制成一臺實驗室用的掃描電鏡,但由于成像的分辨率很差,照相時間太長,所以實用價值不大。經(jīng)過各國科學(xué)工作者的努力,尤其是隨著電子工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,到
1956年開始生產(chǎn)商品掃描電鏡。近數(shù)十年來,掃描電鏡已廣泛地應(yīng)用在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、冶金學(xué)等學(xué)科的領(lǐng)域中,促進了各有關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
一.掃描電鏡的特點
和光學(xué)顯微鏡及透射電鏡相比,掃描電鏡具有以下特點:
(一) 能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu),樣品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。
(二) 樣品制備過程簡單,不用切成薄片。
(三) 樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn),因此,可以從各種角度對樣品進行觀察。
(四) 景深大,圖象富有立體感。掃描電鏡的景深較光學(xué)顯微鏡大幾百倍,比透射電鏡大幾十倍。
(五) 圖象的放大范圍廣,分辨率也比較高??煞糯笫畮妆兜綆资f倍,它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電鏡之間,可達3nm。
(六) 電子束對樣品的損傷與污染程度較小。
(七) 在觀察形貌的同時,還可利用從樣品發(fā)出的其他信號作微區(qū)成分分析。
二.掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和工作原理
(一) 結(jié)構(gòu)
1.鏡筒
鏡筒包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統(tǒng)。其作用是產(chǎn)生很細的電子束(直徑約幾個nm),并且使該電子束在樣品表面掃描,同時激發(fā)出各種信號。
2.電子信號的收集與處理系統(tǒng)
在樣品室中,掃描電子束與樣品發(fā)生相互作用后產(chǎn)生多種信號,其中包括二次電子、背散射電子、X射線、吸收電子、俄歇(Auger)電子等。在上述信號中,最主要的是二次電子,它是被入射電子所激發(fā)出來的樣品原子中的外層電子,產(chǎn)生于樣品表面以下幾nm至
幾十nm的區(qū)域,其產(chǎn)生率主要取決于樣品的形貌和成分。通常所說的掃描電鏡像指的就是二次電子像,它是研究樣品表面形貌的最有用的電子信號。檢測二次電子的檢測器(圖15(2)的探頭是一個閃爍體,當(dāng)電子打到閃爍體上時,1就在其中產(chǎn)生光,這種光被光導(dǎo)管傳送到光電倍增管,光信號即被轉(zhuǎn)變成電流信號,再經(jīng)前置放大及視頻放大,電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號,最后被送到顯像管的柵極。
3.電子信號的顯示與記錄系統(tǒng)
掃描電鏡的圖象顯示在陰極射線管(顯像管)上,并由照相機拍照記錄。顯像管有兩個,一個用來觀察,分辨率較低,是長余輝的管子;另一個用來照相記錄,分辨率較高,是短余輝的管子。
4.真空系統(tǒng)及電源系統(tǒng)
掃描電鏡的真空系統(tǒng)由機械泵與油擴散泵組成,其作用是使鏡筒內(nèi)達到 10(4~10(5托的真空度。電源系統(tǒng)供給各部件所需的特定的電源。
(二) 工作原理
從電子槍陰極發(fā)出的直徑20(m~30(m的電子束,受到陰陽極之間加速電壓的作用,射向鏡筒,經(jīng)過聚光鏡及物鏡的會聚作用,縮小成直徑約幾毫微米的電子探針。在物鏡上部的掃描線圈的作用下,電子探針在樣品表面作光柵狀掃描并且激發(fā)出多種電子信號。這些電子信號被相應(yīng)的檢測器檢測,經(jīng)過放大、轉(zhuǎn)換,變成電壓信號,最后被送到顯像管的柵極上并且調(diào)制顯像管的亮度。顯像管中的電子束在熒光屏上也作光柵狀掃描,并且這種掃描運動與樣品表面的電子束的掃描運動嚴格同步,這樣即獲得襯度與所接收信號強度相對應(yīng)的掃描電子像,這種圖象反映了樣品表面的形貌特征。第二節(jié) 掃描電鏡生物樣品制備技術(shù)大多數(shù)生物樣品都含有水分,而且比較柔軟,因此,在進行掃描電鏡觀察前,要對樣品作相應(yīng)的處理。掃描電鏡樣品制備的主要要求是:盡可能使樣品的表面結(jié)構(gòu)保存好,沒
有變形和污染,樣品干燥并且有良好導(dǎo)電性能。
[Last edit by SeanWen]
三、TEM和SEM的工作原理差別?
一、掃描電子顯微鏡 SEM(scanning electron microscope)的制造依據(jù)
二、透射電鏡TEM (transmission electron microscope)的制造依據(jù)
四、電鏡掃描D3.5×500 . 標尺是200um,這是放大多少倍
用圖片上標尺的實際尺寸除以50μm 就等于放大倍數(shù)。圖片如果是數(shù)字圖像,標尺長度會隨著數(shù)字圖片的放大和縮小而改變,那么實際放大倍數(shù)就應(yīng)該隨時修正。另外數(shù)字放大縮小一般不改變所拍攝物體的更多表面細節(jié) 。
掃描電鏡的放大率與普通光學(xué)顯微鏡不同,在SEM中,是通過控制掃描區(qū)域的大小來控制放大率的。如果需要更高的放大率,只需要掃描更小的一塊面積就可以了。放大率由屏幕/照片面積除以掃描面積得到。
擴展資料:
其利用聚焦的很窄的高能電子束來掃描樣品,
通過光束與物質(zhì)間的相互作用, 來激發(fā)各種物理信息,
對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質(zhì)微觀形貌表征的目的。
新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達到1nm;放大倍數(shù)可以達到30萬倍及以上連續(xù)可調(diào);并且景深大,
視野大, 成像立體效果好。
此外, 掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結(jié)合, 可以做到觀察微觀形貌的同時進行物質(zhì)微區(qū)成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應(yīng)用。
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