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扫描电子显微镜的分类及区别

分类:公司新闻 发布时间:2021-12-06 373次浏览

  光学显微镜是一个大家族,有通过透射光成像的透射光学显微镜,也有通过反射光成像...

  光学显微镜是一个大家族,有通过透射光成像的透射光学显微镜,也有通过反射光成像的金相显微镜。与之对应,电子显微镜也有透射电子成像的透射电子显微镜和通过搜集“反射”电子的扫描电镜。当要进行纳米或更小尺度的成像时,通常需要借助电子显微镜。

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  对于电子成像,如果要实现类似光镜的直接成像,需要使用能透过电子的薄样品(厚度一般在100 nm以内)。在透射电镜中,电子透过薄样品产生质厚衬度的机理与光束穿过透明样品的吸收像相似。正因为与光镜的相似性,透射电镜要早于扫描电镜出现。

  但是在日常应用中,薄样品的制备是非常麻烦的,往往需要抛光、减薄、电解抛光、离子束研磨、FIB等手段,耗时、费力、费钱。如果仅仅观察样品表面则没有必要制备薄样品。扫描成像可以建立物与像之间空间位置的点与点对应,可以进行能谱面分布,EBSD取向分析等。

  总之,通常针对厚样品和用于观察表面时,使用电子束进行扫描成像,收集“反射”电子的扫描电镜得到更为广泛的使用。此外,扫描电镜的成本,操作和维护成本远低于透射电镜。

  扫描电镜也逐渐形成了自己的小家族。如果按电子源区分,扫描电镜分为使用热发射枪的钨灯丝扫描电镜和使用场发射枪的场发射电镜,场发射电镜又进一步分为冷场和热场扫描电镜(详见4.3节)。

  扫描电镜的样品仓大多工作在较高真空状态,为了适应生物样品、防止荷电和原位等用途,也有工作在低真空状态、使用压差光阑的扫描电镜,即环境扫描电镜(Environmental scanning electron microscope,简称ESEM)或者可变真空扫描电镜(Variable pressure scanning electron microscope,简称VPSEM)。

  在半导体工业中,测量器件纳米线宽的CD-SEM(Critical dimension SEM)。近年来还出现了占地小、更为紧凑、更为易用的台式扫描电镜。

  还有一些仪器不叫扫描电镜,但是它们的功能是基于扫描电镜的,比如配备波谱仪且突出微区分析能力的电子束探针(Electron probe micro analyzer,简称EPMA),使用电子束进行微纳加工的电子束曝光系统(Electron beam lithography,简称EBL)。


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