扫描电子显微镜(SEM)是科学研究中不可或缺的工具,它通过电子光学系统精确地观察和分析样品的微观结构。他们在扫描电子显微镜(SEM)测试有着丰富的工作经验。以下是对SEM中电子束形成和与样品相互作用过程的详细描述:
会聚电子束的形成
电子光学系统是SEM的核心部件,由以下两部分组成:
电子枪:负责发射电子束。电子来源于热阴极(如钨或六硼化镧)或场发射阴极,并通过1-30kV的电压加速。电子通过阳极孔形成交叉电子束,交叉斑点的大小取决于阴极类型。
透镜系统:由多个电磁透镜构成,通过调节透镜电流来调节焦距。物镜紧邻样品,其他透镜称为会聚镜。透镜系统的作用是将电子束聚焦,形成直径为3-10nm的细小电子束照射斑点,适用于二次电子图像的观察。对于需要更大电流的背散射电子图像观察,照射斑点会增大至0.1-1μm。
电子束与样品的相互作用
当高速电子束撞击样品表面时,会发生多种相互作用,产生不同类型的信号:
二次电子:由入射电子激发样品原子产生的低能电子
背散射电子:入射电子与样品原子核相互作用后改变方向,部分能量接近入射电子能量的电子被散射出来。
特征X射线:样品原子内层电子被激发后产生的X射线,具有原子特征。
俄歇电子:与特征X射线类似,是样品原子内层电子被激发后产生的电子。
吸收电子:入射电子在与样品原子碰撞过程中能量全部传递给样品,成为样品中的自由电子。
荧光:样品原子的外层电子被激发后发出的可见光或红外光。
感生电动势:入射电子照射样品的pn结时产生的电动势或电流。
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