原位扫描电子显微镜工作原理,扫描电子显微镜的结构和功能

首页 > 科技 > 作者:YD1662024-05-03 09:21:46

c、景深

扫描电镜具有大的景深,指的是在聚焦完成后,一定纵深范围内的物体都能呈现清晰的图像。这种纵深范围被称为景深。在聚焦时,扫描电镜能够清晰地显示聚焦面及其前后的图像,这使得观察表面的凹凸不平信息更为便捷。图5生动展示了扫描电镜的大景深特性,能够呈现出比较立体的图像,有效地还原样品的真实形貌。

原位扫描电子显微镜工作原理,扫描电子显微镜的结构和功能(5)

4、 扫描电镜成像特点

在扫描电镜使用过程中,观察到荧光屏中的电子像会呈现出明暗不同的区域,这种明暗程度的差异被称为衬度。衬度可分为形貌衬度和成分衬度两种类型。

a、二次电子像特点

二次电子的产生量与入射电子束的夹角密切相关。当试样表面处于与入射电子束相垂直的水平状态时,二次电子的产生量设为1。随着入射电子束与试样夹角的增大,产生的二次电子数量逐渐增多,即大于1或远大于1。二次电子像的衬度不仅与二次电子的产生量有关,还与探测器对二次电子的接收量相关。探测器对二次电子的接收量取决于试样表面朝向探测器的夹角,朝向探测器的试样表面相对于背向试样表面会显得更亮。图6生动展示了这一特点。

原位扫描电子显微镜工作原理,扫描电子显微镜的结构和功能(6)

对于具有一定形貌的试样表面,其形貌可以被视为由许多微小形貌组成,这些微小形貌与入射电子束构成不同倾斜角度。这些微小形貌包括凸点、尖峰、台阶、平面、凹坑、裂纹和孔洞等细节构成。这些不同细节部位发出的二次电子数量各异,从而形成明暗不一的衬度。

如图7所示,对于试样表面的微观尖峰或凸起的边缘,若入射电子束刚好切入边缘部位,则该边缘部位产生的二次电子数量较多,这些二次电子容易逸出。由于二次电子脱离试样表面的面积增大,因此在二次电子像中这些部位会显得比较亮。相反,在凹坑、孔洞等部位,产生的二次电子较少且不易逸出,因此在二次电子像中这些部位会显得比较暗。

原位扫描电子显微镜工作原理,扫描电子显微镜的结构和功能(7)

当加速电压较大时,入射电子束能量高,电子束与试样作用深度大,导致产生的二次电子较多,使得明暗度的区别较为显著。凸起的尖端会显得异常亮,尽管图像表现出强烈的立体感,但却不够柔和。相反,当加速电压较小时,入射电子束的能量较低,电子束与试样作用深度减小,导致产生的二次电子的微区域也减小,使得明暗度的区别减小。在这种情况下,图像显得相对柔和,可以更好地观察到表面细节的明暗区差异。然而,由于能量较低,图像的立体感相对不足。如图8所示,展示了在不同加速电压下的形貌图。

原位扫描电子显微镜工作原理,扫描电子显微镜的结构和功能(8)

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