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掃描電子顯微鏡應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2023-04-14 13:09:47 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 78

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本文目錄:

1、電子顯微鏡原理
2、掃描電子顯微鏡的工作原理
3、顯微鏡各部分結(jié)構(gòu)的作用？
4、金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)及應(yīng)用范圍有何不同

掃描電子顯微鏡應(yīng)用

一、電子顯微鏡原理

1、掃描電子顯微鏡通過(guò)用聚焦電子束掃描樣品的表面來(lái)產(chǎn)生樣品表面的圖像。

2、電子與樣品中的原子相互作用，產(chǎn)生包含關(guān)于樣品的表面測(cè)繪學(xué)形貌和組成的信息的各種信號(hào)。電子束通常以光柵掃描圖案掃描，并且光束的位置與檢測(cè)到的信號(hào)組合以產(chǎn)生圖像。

3、掃描電子顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)分辨率優(yōu)于1納米。樣品可以在高真空，低真空，濕條件（用環(huán)境掃描電子顯微鏡）以及寬范圍的低溫或高溫下觀察到。

4、最常見(jiàn)的掃描電子顯微鏡模式是檢測(cè)由電子束激發(fā)的原子發(fā)射的二次電子。可以檢測(cè)的二次電子的數(shù)量，取決于樣品測(cè)繪學(xué)形貌，以及取決于其他因素。

5、通過(guò)掃描樣品并使用特殊檢測(cè)器收集被發(fā)射的二次電子，創(chuàng)建了顯示表面的形貌的圖像。它還可能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率圖像，且圖像呈三維，鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。

二、掃描電子顯微鏡的工作原理

掃描電子顯微鏡的工作原理：

掃描電子顯微鏡的制造依據(jù)是電子與物質(zhì)的相互作用。

掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細(xì)的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。通過(guò)對(duì)這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測(cè)試試樣表面形貌的觀察。

當(dāng)一束極細(xì)的高能入射電子轟擊掃描樣品表面時(shí)，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(jiàn)、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)、晶格振動(dòng)（聲子)、電子振蕩（等離子體）。

掃描電子顯微鏡應(yīng)用

擴(kuò)展資料：

研發(fā)歷程：

1873 Abbe 和Helmholfz 分別提出解像力與照射光的波長(zhǎng)成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎(chǔ)。

1931德國(guó)物理學(xué)家Knoll 及Ruska 首先發(fā)展出穿透式電子顯微鏡原型機(jī)。

1938 第一部掃描電子顯微鏡由Von Ardenne 發(fā)展成功。

1959年第一臺(tái)100KV電子顯微鏡 1975年第一臺(tái)掃描電子顯微鏡DX3 在中國(guó)科學(xué)院科學(xué)儀器廠（現(xiàn)北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司）研發(fā)成功。

參考資料來(lái)源：百度百科——掃描電子顯微鏡

三、顯微鏡各部分結(jié)構(gòu)的作用？

1、目鏡

在目鏡上方刻有放大倍數(shù)，如10×、20×等。按照視場(chǎng)的大小，目鏡可分為普通目鏡和廣角目鏡。有些顯微鏡的目鏡上還附有視度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，操作者可以對(duì)左右眼分別進(jìn)行視度調(diào)整。另有照相目鏡(NFK)可用于拍攝。

2、物鏡

由數(shù)組透鏡組成，安裝于轉(zhuǎn)換器上，又稱接物鏡。觀察過(guò)程中物鏡的選擇一般遵循由低到高的順序，因?yàn)榈捅剁R的視野大，便于查找待檢的具體部位。顯微鏡的放大倍數(shù)，可粗略視為目鏡放大倍數(shù)與物鏡放大倍數(shù)的乘積。

3、聚光器

聚光透鏡的功能是將光線聚焦于視場(chǎng)范圍內(nèi)；透鏡組下方的虹彩光圈可開(kāi)大縮小，以控制聚光器的通光范圍，調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度，影響成像的分辨力和反差。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)觀察目的，配合光源強(qiáng)度加以調(diào)節(jié)，得到最佳成像效果。

4、光源

較早的普通光學(xué)顯微鏡借助鏡座上的反光鏡，將自然光或燈光反射到聚光器透鏡的中央作為鏡檢光源。反光鏡是由一平面和另一凹面的鏡子組成。

不用聚光器或光線較強(qiáng)時(shí)用凹面鏡，凹面鏡能起會(huì)聚光線的作用；用聚光器或光較弱時(shí)，一般都用平面鏡。新近出產(chǎn)的顯微鏡一般直接在鏡座上安裝光源，并有電流調(diào)節(jié)螺旋，用于調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。

5、鏡座

基座部分，用于支持整臺(tái)顯微鏡的平穩(wěn)。

6、鏡柱

鏡座與鏡臂之間的直立短柱，起連接和支持的作用。

7、鏡臂

顯微鏡后方的弓形部分，是移動(dòng)顯微鏡時(shí)握持的部位。有的顯微鏡在鏡臂與鏡柱之間有一活動(dòng)的傾斜關(guān)節(jié)，可調(diào)節(jié)鏡筒向后傾斜的角度，便于觀察。

8、鏡筒

安裝在鏡臂先端的圓筒狀結(jié)構(gòu)，上連目鏡，下連接物鏡轉(zhuǎn)換器。顯微鏡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)筒長(zhǎng)為160mm，此數(shù)字標(biāo)在物鏡的外殼上。

9、物鏡轉(zhuǎn)換器

鏡筒下端的可自由旋轉(zhuǎn)的圓盤，用于安裝物鏡。觀察時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器來(lái)調(diào)換不同倍數(shù)的物鏡。

10、載物臺(tái)

鏡筒下方的平臺(tái)，中央有一圓形的通光孔。用于放置載玻片。載物臺(tái)上裝有固定標(biāo)本的彈簧夾，一側(cè)有推進(jìn)器，可移動(dòng)標(biāo)本的位置。有些推動(dòng)器上還附有刻度，可直接計(jì)算標(biāo)本移動(dòng)的距離以及確定標(biāo)本的位置。

11、準(zhǔn)焦螺旋

裝在鏡臂或鏡柱上的大小兩種螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可使鏡筒或載物臺(tái)上下移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)成像系統(tǒng)的焦距。大的稱為粗準(zhǔn)焦螺旋，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，鏡筒升降10mm；小的為細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可使鏡筒僅升降0.1mm。一般在低倍鏡下觀察物體時(shí)，以粗準(zhǔn)焦螺旋迅速調(diào)節(jié)物像，使之位于視野中。

在此基礎(chǔ)上，或在使用高倍鏡時(shí)，用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋微調(diào)。必須注意，一般顯微鏡裝有左右兩套準(zhǔn)焦螺旋，作用相同，但切勿兩手同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩側(cè)的螺旋，防止因雙手力量不均產(chǎn)生扭力，導(dǎo)致螺旋滑絲。

擴(kuò)展資料

顯微鏡優(yōu)缺點(diǎn)：

1、在電子顯微鏡中樣本必須在真空中觀察，因此無(wú)法觀察活樣本。隨著技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境掃描電鏡將逐漸實(shí)現(xiàn)直接對(duì)活樣本的觀察；

2、在處理樣本時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生樣本本來(lái)沒(méi)有的結(jié)構(gòu)，這加劇了此后分析圖像的難度；

3、由于電子散射能力極強(qiáng)，容易發(fā)生二次衍射等；

4.由于為三維物體的二維平面投影像，有時(shí)像不唯一；

5、由于透射電子顯微鏡只能觀察非常薄的樣本，而有可能物質(zhì)表面的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同；

6、超薄樣品（100納米以下），制樣過(guò)程復(fù)雜、困難，制樣有損傷；

7、電子束可能通過(guò)碰撞和加熱破壞樣本；

8、此外電子顯微鏡購(gòu)買和維護(hù)的價(jià)格都比較高。

顯微鏡種類：

電子顯微鏡按結(jié)構(gòu)和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡等。