制樣簡(jiǎn)單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大、保真度高、有真實(shí)的三維效應(yīng)等,對(duì)于導(dǎo)電材料,可直接放入樣品室進(jìn)行分析,對(duì)于導(dǎo)電性差或絕緣的樣品則需要噴鍍導(dǎo)電層。
電子光學(xué)系統(tǒng)包括電子槍、電磁透鏡、掃描線(xiàn)圈、樣品室等,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?huà)呙璩上蟆?/div>
電子槍?zhuān)河糜诋a(chǎn)生電子,主要分類(lèi)如下:
電磁透鏡:熱發(fā)射電子需要電磁透鏡來(lái)成束,所以在用熱發(fā)射電子槍的掃描電鏡上,電磁透鏡不可少。通常會(huì)裝配兩組:匯聚透鏡和物鏡,匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束,與成象會(huì)焦無(wú)關(guān);物鏡負(fù)責(zé)將電子束的焦點(diǎn)匯聚到樣品表面。
掃描線(xiàn)圈的作用是使電子束偏轉(zhuǎn),并在樣品表面作有規(guī)則的掃動(dòng),電子束在樣品上的掃描動(dòng)作和顯像管上的掃描動(dòng)作保持嚴(yán)格同步,因?yàn)樗鼈兪怯赏粧呙璋l(fā)生器控制的。樣品室內(nèi)除放置樣品外,還安置信號(hào)探測(cè)器。
2、信號(hào)探測(cè)處理和顯示系統(tǒng)
電子經(jīng)過(guò)一系列電磁透鏡成束后,打到樣品上與樣品相互作用,會(huì)產(chǎn)生二次電子、背散射電子、俄歇電子以及X射線(xiàn)等一系列信號(hào)。所以需要不同的探測(cè)器譬如二次電子探測(cè)器、X射線(xiàn)能譜分析儀等來(lái)區(qū)分這些信號(hào)以獲得所需要的信息。雖然X射線(xiàn)信號(hào)不能用于成象,但習(xí)慣上,仍然將X射線(xiàn)分析系統(tǒng)劃分到成象系統(tǒng)中。
有些探測(cè)器造價(jià)昂貴,比如Robinsons式背散射電子探測(cè)器,這時(shí),可以使用二次電子探測(cè)器代替,但需要設(shè)定一個(gè)偏壓電場(chǎng)以篩除二次電子。
3、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(lái)在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空。有機(jī)械泵、油擴(kuò)散泵以及渦輪分子泵三大類(lèi),機(jī)械泵加油擴(kuò)散泵的組合可以滿(mǎn)足配置鎢燈絲槍的掃描電鏡的真空要求,但對(duì)于裝置了場(chǎng)致發(fā)射槍或六硼化鑭及六硼化鈰槍的掃描電鏡,則需要機(jī)械泵加渦輪分子泵的組合。成象系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱中。真空柱底端即為右圖所示的樣品室,用于放置樣品。
光片掃描顯微鏡需要真空的原因包括:一是電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會(huì)迅速氧化而失效,所以需要抽真空。二是為了增大電子的平均自由程,從而使得用于成象的電子更多。