扫描电镜(SEM)利用电子束对样品进行纳米级分辨率的图像分析

于 2024-08-29 13:53:08 发布 43 阅读 0 评论

扫描电镜(SEM)是一种利用电子束对样品进行高分辨率成像的仪器。它通过电子束与样品相互作用产生的信号来形成图像,这些信号可以是二次电子、背散射电子等。金鉴实验室提供全套Dual Beam FIB-SEM服务,以促进对材料失效的深度分析和研究。其服务内容涵盖透射电子显微镜(TEM)样品的制备、微观结构的截面切割与观察、样本的精细刻蚀与图案沉积,以及材料的三维形态构建和深入分析。

在SEM中,电子透镜起着至关重要的作用,它们负责将电子束聚焦到样品表面,以实现高分辨率的成像。

(a)电子束导向板和(b)静电透镜

电子透镜的工作原理基于电子在电场或磁场中的偏转。以下是几种常见的电子透镜类型及其工作原理的简要概述:

1. 静电透镜:由金属板构成,这些金属板连接到高电压电源。电子在通过这些板时会受到电场的影响而发生偏转。根据板的配置和电压,静电透镜可以加速或减速电子,从而实现聚焦。

单孔径正负透镜(a,b),双孔透镜(c)和三孔径Einzel透镜(d)

2. 单孔透镜:由一个中心孔的金属板构成,电子通过孔中心时会汇聚或发散,取决于板的极性。

3. 双孔透镜:由两个对准的金属板构成,电子在穿过两个孔时会受到电场的作用,使电子束聚焦。

4. Einzel透镜:由三个对齐的孔构成,通常前两个和最后一个孔是正极,中间孔是负极,这样的配置使得电子束在通过透镜后聚焦。

5. 电磁透镜利用磁场来偏转电子。它由一个铁磁材料构成的线圈产生磁场,电子在通过磁场时会受到洛伦兹力的作用而偏转。

在SEM中,电子源产生的电子束首先通过一系列的透镜系统,这些透镜可以是静电透镜也可以是电磁透镜,它们共同作用于电子束,使其聚焦并扫描样品表面。物镜是最后一组透镜,它直接对准样品,负责最终的聚焦和成像。

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