掃描電子顯微鏡的類型及特點

掃描電子顯微鏡類型多樣, 不同類型的掃描電子顯微鏡存在性能上的差異。根據電子槍種類可分為三種:場發射電子槍、鎢絲槍和六硼化鑭。其中, 場發射掃描電子顯微鏡根據光源性能可分為冷場發射掃描電子顯微鏡和熱場發射掃描電子顯微鏡。冷場發射掃描電子顯微鏡對真空條件要求高, 束流不穩定, 發射體使用壽命短, 需要定時對針尖進行清洗, 僅局限于單一的圖像觀察, 應用范圍有限;而熱場發射掃描電子顯微鏡不僅連續工作時間長, 還能與多種附件搭配實現綜合分析。在地質領域中, 我們不僅需要對樣品進行初步形貌觀察, 還需要結合分析儀對樣品的其它性質進行分析, 所以熱場發射掃描電子顯微鏡的應用更為廣泛。

特點

掃描電鏡雖然是顯微鏡家族中的后起之秀, 但由于其本身具有許多優點, 發展速度是很快的。

1 儀器分辨率較高, 通過二次電子象能夠觀察試樣表面6nm左右的細節, 采用LaB6電子槍, 可以進一步提高到3nm。 

2 儀器放大倍數變化范圍大, 且能連續可調。因此可以根據需要選擇大小不同的視場進行觀察, 同時在高放大倍數下也可獲得一般透射電鏡較難達到的高亮度的清晰圖像。

3 觀察樣品的景深大, 視場大, 圖像富有立體感, 可直接觀察起伏較大的粗糙表面和試樣凹凸不平的金屬斷口象等, 使人具有親臨微觀世界現場之感。

4 樣品制備簡單, 只要將塊狀或粉末狀的樣品稍加處理或不處理, 就可直接放到掃描電鏡中進行觀察, 因而更接近于物質的自然狀態。 

5可以通過電子學方法有效地控制和改善圖像質量, 如亮度及反差自動保持, 試樣傾斜角度校正, 圖象旋轉, 或通過Y調制改善圖象反差的寬容度, 以及圖象各部分亮暗適中。采用雙放大倍數裝置或圖象選擇器, 可在熒光屏上同時觀察放大倍數不同的圖象。

6 可進行綜合分析。裝上波長色散X射線譜儀(WDX) 或能量色散X射線譜儀 (EDX) , 使具有電子探針的功能, 也能檢測樣品發出的反射電子、X射線、陰極熒光、透射電子、俄歇電子等。把掃描電鏡擴大應用到各種顯微的和微區的分析方式, 顯示出了掃描電鏡的多功能。另外, 還可以在觀察形貌圖象的同時, 對樣品任選微區進行分析;裝上半導體試樣座附件, 通過電動勢象放大器可以直接觀察晶體管或集成電路中的PN結和微觀缺陷。由于不少掃描電鏡電子探針實現了電子計算機自動和半自動控制, 因而大大提高了定量分析的速度。