掃描電子顯微鏡的特點及工作原理

2.4.1 掃描電鏡的特點
與光學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構，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，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。可放大十幾倍到幾十萬倍，它基本上包括了從放大鏡、光學顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學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，還可利用從樣品發出的其他信號作微區成分分析。
2.4.2 掃描電鏡的結構和工作原理
(一) 結構 1．鏡筒
鏡筒包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統。其作用是產生很細的電子束(直徑約幾個nm)，并且使該電子束在樣品表面掃描，同時激發出各種信號。
2．電子信號的收集與處理系統
在樣品室中，掃描電子束與樣品發生相互作用后產生多種信號，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出來的樣品原子中的外層電子，產生于樣品表面以下幾nm至幾十nm的區域，其產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，當電子打到閃爍體上時，1就在其中產生光，這種光被光導管傳送到光電倍增管，光信號即被轉變成電流信號，再經前置放大及視頻放大，電流信號轉變成電壓信號，最后被送到顯像管的柵極。