请问发射环境扫描电子显微镜原理是什么?与发射扫描电子显微镜有什么区别?还有哪本书有发射环境扫描电子显微镜介绍吗?谢谢
大家一起来讨论扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜和电子探针的主要原理、特点、以及他们对试样的要求和在材料研究中的应用
为什么橡胶颗粒在透射式电子显微镜中是黑色的在扫描式电子显微镜中是白色的
谁有发射电子显微镜和扫描电子显微镜的知识啊,本人菜鸟一枚
3D雷射扫描量测显微镜特色:透过雷射光断面扫描得到清晰的立体图像是集合光学显微镜及雷射扫描于一身的表面精密检查3D量测设备,采用最先进的universal无限远光学系统,并针对雷射光波长408nm作对应的光学收差补偿,倍率范围广可任意选择,最高可达到14,400倍的高倍观察,并可依需求采用明暗视野、微分干涉、偏光等各种镜检法;配合影像处理及精密量测系统,除了同一般显微镜可实时观察外,也同时具备了电子扫描显微镜3D影像清晰、层次分明之特性 (平面解析力达0.12μm,Z方向解析力达0.01μm) ,此一全方位精密量测观察设备,可将扫描影像及光学影像作结合,得到真实的色彩表现扫描影像。想请教一下各位大大,上面所说的雷射显微镜跟SEM差异在哪?以倍率来说雷射的没比SEM高,可是价格却比较贵?
1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约 1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。 2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关: λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (?) 在 10 KV 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12?,远低于可见光的4000 - 7000?, 所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100?之间,电子与原子核的弹性散射 (Elastic Scattering) 与非弹 性散射 (Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。 3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field),约为光学显微 镜的300倍,使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。 4. 扫描式电子显微镜,其系统设计由上而下,由电子枪 发射电子 束,经过一组磁透镜聚焦 (聚焦后,用遮蔽孔径 选择电子束的尺寸后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子或背向散射电子成像。 5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 要小,目前常用的种类计有三种,钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。 6. 热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。 7. 价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100μm,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。 8. 六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。 9. 场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍,同 时电子能量散布仅为 0.2 - 0.3 eV,所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪,其分辨率可高达 1nm 以下。 10. 场发射电子枪可细分成三种:冷场发射式,热场发射式,及萧基发射式 11. 当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时,会有可观数量的电 子发射出来,此过程叫做场发射,其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应,亦即使能障宽度变窄,高度变低,因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开 阴极。场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来,因此可得极细而又具高电流密 度的电子束,其亮度可达热游离电子枪的数百倍,或甚至千倍。 12. 场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料,以能承受高电场所加诸在阴 极尖端的高机械应力,钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。利用阳极的特殊外形所产生的静电场,能对电子产生聚焦效果,所以不再需要韦氏罩或栅极。第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压,以控制针尖场发射的电流强度,而第二 (下)阳极主要是决定加速电压,以将电子加速至所需要的能量。 13. 要从极细的钨针尖场发射电子,金属表面必需完全干净,无任何外来材料的原子 或分子在其表面,即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射,所以场发 射电子枪必需保持超高真空度,来防止钨阴极表面累积原子。由于超高真空设备价格 极为高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM,否则较少采用场发射电子枪。 14. 冷场发射式最大的优点为电子束直径最小,亮度最高,因此影像分辨率最优。能 量散布最小,故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附,而降低场发射电流,并使发射电流不稳定,冷场发射式电子枪必需在10-10 torr的真空度下操作,虽然如此,还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing),以去除 所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流最小。 15. 热场发式电子枪是在1800K温度下操作,避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面,所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度,并能在较 差的真空度下(10-9 torr)操作。虽然亮度与冷式相类似,但其电子能量散布却比冷 式大3~5倍,影像分辨率较差,通常较不常使用。 16. 萧基发射式的操作温度为1800K,它系在钨(100)单晶上镀ZrO覆盖层,ZrO将功函 数从纯钨的4.5eV降至2.8eV,而外加高电场更使电位障壁变窄变低,使得电子很容易以热能的方式跳过能障(并非穿隧效应),逃出针尖表面,所需真空度约10-8~10-9torr 。其发射电流稳定度佳,而且发射的总电流也大。而其电子能量散布很小,仅稍逊于冷场发射式电子枪。其电子源直径比冷式大,所以影像分辨率也比冷场发射式稍差一点。 17. 场发射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速电压15kV时,分辨率可达到1nm,加速电压1kV时,分辨率可达到2.2nm。一般钨丝型的扫描式电子显微镜仪器上的放大倍率可到200000倍,实际操作时,大部份均在20000倍时影像便不清楚了,但如果样品的表面形貌及导电度合适,最大倍率650000倍是可以达成的。 18. 由于对真空的要求较高,有些仪器在电子枪及磁透镜部份配备了3组离子泵(ion pump),在样品室中,配置了2组扩散泵(diffusion pump),在机体外,以1组机械泵负责粗抽,所以有6组大小不同的真空泵来达成超高真空的要求,另外在样品另有以液态氮冷却的冷阱(cold trap),协助保持样品室的真空度。 19. 平时操作,若要将样品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr),则抽真空的时间将变长而降低仪器的便利性,更增加仪器购置成本,因此一些仪器设计了阶段式真空( step vacuum),亦即使电子枪、磁透镜及样品室的真空度依序降低,并分成三个部份来读取真空计读数,如此可将样品保持在真空度10-5pa的环境下即可操作。平时待机或更换样品时,为防止电子枪污染,皆使用真空阀(gun valve)将电子枪及磁透镜部份与样品室隔离,实际观察时再打开使电子束通过而打击到样品。 20. 场发射式电子枪的电子产生率与真空度有密切的关系,其使用寿命也随真空度变差而急剧缩短,因此在样品制备上必须非常注意水气,或固定用的碳胶或银胶是否烤干,以免在观察的过程中,真空陡然变差而影响灯丝寿命,甚至系统当机。
[b][color=#000000]扫描电子显微镜价格[/color][/b][color=#000000]扫描电子显微镜的价格?这个是很多科研人关心的问题之一,我们想知道电子显微镜多少钱(大概一个范围);其实,我们知道显微镜的价格是不便宜的,基本的一个范围就是30-100万,特别是高端的扫描电子显微镜价格200-300万也是什么不可能的事。下面小冉就给大家说说扫描显微镜的工作原理和价格以及其用途,给大家做一个了解和参考![/color][color=#000000][/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,400,412]http://www.gdkjfw.com/images/image/99161528266162.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000] [/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜多少钱?[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000] FEI Inspect S50扫描电子显微镜参考成交价格:200万元[/color][color=#000000] FEI Inspect F50场发射扫描电子显微镜参考成交价格:300万元[/color][color=#000000] FEI Quanta 650 FEG环境扫描电镜参考成交价格:43万元[/color][color=#000000] FEI Quanta 250环境扫描电子显微镜参考成交价格:200万元[/color][color=#000000] FEI Magellan 400L XHR场发射扫描电子显微镜参考成交价格:200万元[/color][color=#000000] 注:价格来源于网络,仅供参考[/color][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000] [/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜结构图[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][align=center][color=#000000][b][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,350,456]http://www.gdkjfw.com/images/image/28441528266163.jpg[/img][/color][/b][/color][/align][align=center][color=#000000]扫描电子显微镜结构图[/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000] [/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜工作原理[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000] 扫描电子显微镜可粗略分为镜体和电源电路系统两部分。镜体部分由电子光学系统(包括电子枪、扫描线圈等)、试样室、检测器以及真空抽气系统组成[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,454,389]http://www.gdkjfw.com/images/image/24361528266163.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#000000]扫描电子显微镜原理图[/color][/align][color=#000000] 从图可以看出,由三极电子枪所发射出来的电子束(一般为50μm),[/color][color=#000000] 在加速电压的作用下(2~30kV),经过三个电磁透镜(或两个电磁透镜),汇聚成一个细小到5nm的电子探针,在末级透镜上部扫描线圈的作用下,使电子探针在试样表面做光栅状扫描(光栅线条数目取决于行扫描和帧扫描速度)。由于高能电子与物质的相互作用,结果在试样上产生各种信息如二次电子、背反射电子、俄歇电子、X射线、阴极发光、吸收电子和透射电子等。因为从试样中所得到各种信息的强度和分布各自同试样表面形貌、成分、晶体取向、以及表面状态的一些物理性质(如电性质、磁性质等)等因素有关,因此,通过接收和处理这些信息,就可以获得表征试样形貌的扫描电子像,或进行晶体学分析或成分分析。[/color][color=#000000] 为了获得扫描电子像,通常是用探测器把来自试样表面的信息接收,再经过[/color][color=#000000] 信号处理系统和放大系统变成信号电压,最后输送到显像管的栅极,用来调制显像管的亮度。因为在显像管中的电子束和镜筒中的电子束是同步扫描的,其亮度是由试样所发回的信息的强度来调制,因而可以得到一个反映试样表面状况的扫描电子像,其放大系数定义为显像管中电子束在荧光屏上扫描振幅和镜筒电子束在试样上扫描振幅的比值,即[/color][color=#000000] M=L/l=L/2Dγ[/color][color=#000000] 式中M-放大系数;[/color][color=#000000] L-显像管的荧光屏尺寸;[/color][color=#000000] l-电子束在试样上扫描距离,它等于2Dγ,其中D是扫描电子显微镜的工[/color][color=#000000] 作距离;[/color][color=#000000] 2γ-镜筒中电子束的扫描角。[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,400,363]http://www.gdkjfw.com/images/image/56411528266163.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000] [/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜用途[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000] 最基本的功能是对各种固体样品表面进行高分辨形貌观察。大景深图像是扫描电子显微镜观察的特色,例如:生物学,植物学,地质学,冶金学等等。观察可以是一个样品的表面,也可以是一个切开的面,或是一个断面。冶金学家已兴奋地直接看到原始的或磨损的表面。可以很方便地研究氧化物表面,晶体的生长或腐蚀的缺陷。它一方面可更直接地检查纸,纺织品,自然的或制备过的木头的细微结构,生物学家可用它研究小的易碎样品的结构。例如:花粉颗粒,硅藻和昆虫。另一方面,它可以拍出与样品表面相应的立体感强的照片。[/color][color=#000000] 在扫描电子显微镜应用中,很多集中在半导体器件和集成电路方面,它可以很详细地检查器件工作时局部表面电压变化的实际情况,这是因为这种变化会带来象的反差的变化。焊接开裂和腐蚀表面的细节或相互关系可以很容易地观察到。利用束感生电流,可以观测半导体P—N结内部缺陷。[/color][color=#000000] 电子束与样品作用区内,还发射与样品物质其他性质有关信号。例如:与样品化学成分分布相关的,背散射电子,特征X射线,俄歇电子,阴极荧光,样品吸收电流等;与样品晶体结构相关的,背散射电子衍射现象的探测;与半导体材料电学性能相关的,二次电子信号、电子束感生电流信号;在观察薄样品时产生的透射电子信号等。目前分别有商品化的探测器和装置可安装在扫描电子显微镜样品分析室,用于探测和定性定量分析样品物质的相关信息。[/color][color=#000000] 扫描电子显微镜对于固体材料的研究应用非常广泛,没有任何一种仪器能够和其相提并论。对于固体材料的全面特征的描述,扫描电子显微镜是至关重要的。[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,446,310]http://www.gdkjfw.com/images/image/52861528266163.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000] [/color][b][color=#000000] 扫描电子显微镜功能[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000] 1、扫描电子显微镜追求固体物质高分辨的形貌,形态图像(二次电子探测器SEI)-形貌分析(表面几何形态,形状,尺寸)[/color][color=#000000] 2、显示化学成分的空间变化,基于化学成分的相鉴定---化学成分像分布,微区化学成分分析[/color][color=#000000] 1)用x射线能谱仪或波谱(EDSorWDS)采集特征x射线信号,生成与样品形貌相对应的,元素面分布图或者进行定点化学成分定性定量分析,相鉴定。[/color][color=#000000] 2)利用背散射电子BSE)基于平均原子序数(一般和相对密度相关)反差,生成化学成分相的分布图像;[/color][color=#000000] 3)利用阴极荧光,基于某些痕量元素(如过渡金属元素,稀土元素等)受电子束激发的光强反差,生成的痕量元素分布图像。[/color][color=#000000] 4)利用样品电流,基于平均原子序数反差,生成的化学成分相的分布图像,该图像与背散射电子图像亮暗相反。[/color][color=#000000] 5)利用俄歇电子,对样品物质表面1nm表层进行化学元素分布的定性定理分析,[/color][color=#000000] 3、在半导体器件(IC)研究中的特殊应用:[/color][color=#000000] 1)利用电子束感生电流EBIC进行成像,可以用来进行集成电路中pn结的定位和损伤研究[/color][color=#000000] 2)利用样品电流成像,结果可显示电路中金属层的开、短路,因此电阻衬度像经常用来检查金属布线层、多晶连线层、金属到硅的测试图形和薄膜电阻的导电形式。[/color][color=#000000] 3)利用二次电子电位反差像,反映了样品表面的电位,从它上面可以看出样品表面各处电位的高低及分布情况,特别是对于器件的隐开路或隐短路部位的确定尤为方便。[/color][color=#000000] 4、利用背散射电子衍射信号对样品物质进行晶体结构(原子在晶体中的排列方式),晶体取向分布分析,基于晶体结构的相鉴定。[/color][color=#000000] 扫描电子显微镜对科学研究与企业生产都有巨大的作用,在新型陶瓷材料显微分析中也有广泛的应用。上文就是小编整理的扫描电子显微镜的工作原理和应用介绍,在这方面有兴趣的朋友可以做进一步的深入研究。[/color]
积分奖励对错题:纺织品成分测试中,电子显微镜是观察纤维微观结构和亚微观结构的重要工作,它可分为扫描式电子显微镜和透射式电子显微镜
课程内容提纲 第一部分:扫描电镜第一章:扫描电镜1.1 慨论1.2扫描电镜原理1.3扫描电镜结构1.4扫描电镜的分辨率1.5扫描电镜图像的形成第二章:高分辨扫描电子显微镜2.1 场发射扫描电子显微镜2.2 SE和BSE之差做为信号的方式2.3 工作距离2.4 使用强磁物镜的方式第三章:扫描电子显微镜的实践3.1 扫描电子显微镜的操作3.2 扫描电子显微镜图像的毛病3.3 扫描电子显微镜的保养3.4 扫描电子显微镜的安装条件3.5 扫描电子显微镜的验收与维护3.6小结第四章:计算机图像演示第二部分:能谱分析第一章、引 言第二章、EDS系统的工作原理1.系统概述2.吸收和处理过程3.计数率的考虑4.谱仪的分辨率第三章、X 射线的产生和与物质的相互作用1.萤光产额2.连续辐射的产生3.莫塞莱定律X射线定性分析4.X射线的吸收5.二次发射(萤光)第四章、X射线测量第五章、能量定性分析1.检出限2.探测器的效率3.空间分辨率3.谱仪分辨率4.伪峰(“artifact”peaks)5.定性分析结果的表示方法第六章、电子显微镜的操作及其参数的选择1.加速电压2.电子源3.孔径光栏选择4.镜筒的合轴5.样品/探测器的几何条件第七章、定 量 分 析1.脉冲计数统计误差2.块状试样的定量分析第八章、能谱的定性和定量分析的方法与步骤1.定性分析概述2.定量分析概述第九章、能谱失真与杂散幅射 1.谱峰的失真2.背底的失真3.杂散辐射第十章、能谱的验收与维护第三部分:实际操作
新设备简介扫描电子显微镜的应用扫描电子显微镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器.它可以进行如下基本分析:(1)三维形貌的观察和分析;(2)在观察形貌的同时,进行微区的成分分析。①观察纳米材料,所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内,在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。纳米材料具有许多与晶体、非晶态不同的、独特的物理化学性质。纳米材料有着广阔的发展前景,将成为未来材料研究的重点方向。扫描电子显微镜的一个重要特点就是具有很高的分辨率。现已广泛用于观察纳米材料。②进口材料断口的分析:扫描电子显微镜的另一个重要特点是景深大,图象富立体感。扫描电子显微镜的焦深比透射电子显微镜大10倍,比光学显微镜大几百倍。由于图象景深大,故所得扫描电子象富有立体感,具有三维形态,能够提供比其他显微镜多得多的信息,这个特点对使用者很有价值。扫描电子显微镜所显示饿断口形貌从深层次,高景深的角度呈现材料断裂的本质,在教学、科研和生产中,有不可替代的作用,在材料断裂原因的分析、事故原因的分析已经工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。③直接观察大试样的原始表面,它能够直接观察直径100mm,高50mm,或更大尺寸的试样,对试样的形状没有任何限制,粗糙表面也能观察,这便免除了制备样品的麻烦,而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度(背反射电子象)。④观察厚试样,其在观察厚试样时,能得到高的分辨率和最真实的形貌。扫描电子显微的分辨率介于光学显微镜和透射电子显微镜之间,但在对厚块试样的观察进行比较时,因为在透射电子显微镜中还要采用复膜方法,而复膜的分辨率通常只能达到10nm,且观察的不是试样本身。因此,用扫描电子显微镜观察厚块试样更有利,更能得到真实的试样表面资料。⑤观察试样的各个区域的细节。试样在样品室中可动的范围非常大,其他方式显微镜的工作距离通常只有2-3cm,故实际上只许可试样在两度空间内运动,但在扫描电子显微镜中则不同。由于工作距离大(可大于20mm)。焦深大(比透射电子显微镜大10倍)。样品室的空间也大。因此,可以让试样在三度空间内有6个自由度运动(即三度空间平移、三度空间旋转)。且可动范围大,这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。⑥在大视场、低放大倍数下观察样品,用扫描电子显微镜观察试样的视场大。在扫描电子显微镜中,能同时观察试样的视场范围F由下式来确定:F=L/M式中 F——视场范围;M——观察时的放大倍数;L——显象管的荧光屏尺寸。 若扫描电镜采用30cm(12英寸)的显象管,放大倍数15倍时,其视场范围可达20mm,大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的,如刑事侦察和考古。⑦进行从高倍到低倍的连续观察,放大倍数的可变范围很宽,且不用经常对焦。扫描电子显微镜的放大倍数范围很宽(从5到20万倍连续可调),且一次聚焦好后即可从高倍到低倍、从低倍到高倍连续观察,不用重新聚焦,这对进行事故分析特别方便。⑧观察生物试样。因电子照射而发生试样的损伤和污染程度很小。同其他方式的电子显微镜比较,因为观察时所用的电子探针电流小(一般约为10-10 -10-12A)电子探针的束斑尺寸小(通常是5nm到几十纳米),电子探针的能量也比较小(加速电压可以小到2kV)。而且不是固定一点照射试样,而是以光栅状扫描方式照射试样。因此,由于电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小,这一点对观察一些生物试样特别重要。⑨进行动态观察。在扫描电子显微镜中,成象的信息主要是电子信息,根据近代的电子工业技术水平,即使高速变化的电子信息,也能毫不困难的及时接收、处理和储存,故可进行一些动态过程的观察,如果在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件,则可以通过电视装置,观察相变、断烈等动态的变化过程。⑩从试样表面形貌获得多方面资料,在扫描电子显微镜中,不仅可以利用入射电子和试样相互作用产生各种信息来成象,而且可以通过信号处理方法,获得多种图象的特殊显示方法,还可以从试样的表面形貌获得多方面资料。因为扫描电子象不是同时记录的,它是分解为近百万个逐次依此记录构成的。因而使得扫描电子显微镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析,以及通过电子通道花样进行结晶学分析,选区尺寸可以从10μm到3μm。由于扫描电子显微镜具有上述特点和功能,所以越来越受到科研人员的重视,用途日益广泛。现在扫描电子显微镜已广泛用于材料科学(金属材料、非金属材料、钠米材料)、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、刑事侦察、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=79549]扫描电子显微镜的应用[/url]
植物中某些组织在发育早期非常的小,肉眼无法辨别它的表面结构,一般的光学显微镜也无法满足观察需求,这个时候就需要高分辨率的扫描电子显微镜来帮助植物科研工作者来揭开这些微小组织器官的面纱,把真实表面结构展现给大家。扫描电子显微镜是怎样的工作原理,和其他显微镜的差别在哪里,它为何能有如此高的“分辨率”呢?这些都得从他的工作原理说起。扫描电子扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope),简写为SEM,它是由电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术等共同组成。在加速高压作用下,由电子枪发射的电子经电子光学系统(由聚光镜和物镜组成)聚集成束照射到样品表面,对样品进行逐行扫描,从样品表面反射出多种电子,包括二次电子、饿歇电子、反射电子、X射线等,其中二次电子为SEM主要采集信号,通过检出器采集,再经视频放大形成图象信号,经显示器显示成直观的图象信息。相对于光学显微镜而言,SEM具有放大倍数高、分辨率高、成像清晰、立体感强、样品制备简单等诸多优点。1938年第一部扫描电子显微镜就研发成功了,不过直到1965年第一部商用SEM才出现。现在,扫描电子显微镜在植物方面可以对分阶段连续取得的样品进行细胞发生和发育学方面的微观动态研究。除了在植物方面应用,SEM还被广泛应用与动物、医学、化学、物理、地质、机械等多个行业。不少研究者和厂家从二次电子图像分辨率,放大倍数,适用性等方面努力提高SEM的性能,满足人们对SEM的需求。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507121833_555080_3023439_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507121834_555081_3023439_3.jpg
[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=116586]扫描电子显微镜和X射线微区分析[/url]扫描电子显微镜和X射线微区分析
上周分享的文章:[color=#ff0000][b][color=#333333]专业角度看,光学显微镜与扫描电镜的区别在哪里[/color][color=#333333][/color][/b][/color][b][color=#333333]?[/color][/b]描述这两者的不同之处、机制和实际运用,希望能给更多的朋友们快速的了解,接下来小冉还是会继续分享关于电镜和其他显微镜的区别,好了,一起来简单看看[color=#ff0000]金相显微镜与扫描电镜的区别[/color]吧! 金相显微镜是用于观察具有入射照明的金属样品(金相组织)表面的显微镜。它结合了光学显微技术、光电转换技术、计算机图像处理技术。高科技产品可以在计算机上轻松观察金相图像,从而可以对金相图进行分析,分级等,输出图像为。金相显微镜是一种光学显微镜。相对于电子显微镜,分辨率较小,微米分辨率较小,放大倍数较小,但操作简便。大视场、价格相对较低。[align=center][img=,500,376]http://www.gdkjfw.com/images/image/15051531705166.jpg[/img][/align] 金相显微镜一种用于扫描电子显微镜的新型电光仪器。它具有简单的样品制备、放大倍率可调范围宽度、图像分辨率高、景深等。扫描电子显微镜已被广泛应用于生物学领域、医学、冶金学几十年,并促进了各相关学科的发展。扫描电子显微镜的特点:电子显微镜,高图像分辨率,纳米级分辨率,可调放大倍数和大,另一个重要特征是大景深和丰富的三维图像。 金相显微镜与扫描电镜之间存在很大差异,主要表现在以下几个方面: 一、光源不同:金相显微镜使用可见光作为光源,扫描电子显微镜使用电子束作为光源进行成像。 二、原理不同:金相显微镜采用几何光学成像原理进行扫描,扫描电子显微镜使用高能电子束轰击样品表面,激发表面上的各种物理信号。采样,然后使用不同的信号检测器接收物理信号并将其转换为图像。信息。 三、分辨率:由于光的干涉和衍射,金相显微镜只能限制在0.2-0.5um。扫描电子显微镜使用电子束作为光源,其分辨率可达到1-3nm。因此,金相显微镜的微观结构观察属于微米分析,扫描电子显微镜的观察属于纳米尺度分析。 四、景深:一般金相显微镜的景深在2-3um之间,因此样品的表面光滑度要求极高,因此制备过程相对复杂。 SEM的景深可以高达几个。
光源不同:光学显微镜采用可见光作为光源,电子显微镜采用电子束作为光源成像原理不同:光学显微镜利用几何光学成像原理进行成像,电子显微镜利用高能量电子束轰击样品表面,激发出样品表面的各种物理信号,再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。分辨率:光学显微镜因为光的干涉与衍射作用,分辨率只能局限于0.2-0.5um之间。电子显微镜因为采用电子束作为光源,其分辨率可达到1-3nm之间,因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析,电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。景深:一般光学显微镜的景深在2-3um之间,因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求,所以制样过程相对比较复杂。扫描电镜的景深则可高达几个毫米,因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求,样品制备比较简单,有些样品几何无需制样。体式显微镜虽然也具有比较大的景深,但其分辨率却非常的低。应用领域:光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量,因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到,并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测,因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的,因此扫描电镜的图像都是黑白的,对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌,通过使用EDS、WDS、EBSD等不同的附件设备,扫描电镜还可进一步扩展使用功能。通过使用EDS、WDS辅助设备,扫描电镜可以对微区化学成分进行分析,这一点在失效分析研究领域尤为重要。使用EBSD,扫描电镜可以对材料的晶格取向进行研究。
激光共聚焦扫描显微镜简介一、 激光共聚焦显微镜的基本组成激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope LSCM)是20世纪80年代发展起来的一项具有划时代意义的高科技新产品,是当今世界最先进的细胞生物学分析仪器。激光共聚焦显微镜利用激光作为光源,在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦的原理和装置,以及通过针孔的选择和PMT的收集,并带有一套对其所观察到的对象进行数字图像分析处理的系统软件。与传统光学显微镜相比,它具有更高的分辨率,实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点。所以它问世以来在生物学的研究领域中得到了广泛应用。激光共聚焦显微镜主要有四部分组成:1、显微镜光学系统。2、扫描装置。3、激光光源。4、检测系统。整套仪器由计算机控制,各部件之间的操作切换都可在计算机操作平台界面中方便灵活地进行。1.1 显微镜光学系统 显微镜是LSCM的主要组件,它关系到系统的成象质量。显微镜光路以无限远光学系统可方便地在其中插人光学选件而不影响成象质量和测量精度。物镜应选取大数值孔径平场复消色 差物镜,有利于荧光的采集和成象的清晰。物镜组的转换,滤色片组的选取,载物台的移动调节,焦平面的记忆锁定都应由计算机自动控制。1.2 扫描装置 LSCM使用的扫描装置在生物领域一般为镜扫描。由于转镜只需偏转很小角度就能涉及很大的扫描范围,图象采集速度大大提高,512×512画面每秒可达4帧以上,有利于那些寿命短的离子作荧光测定。扫描系统的工作程序由计算机自动控制。1.3 激光光源 LSCM使用的激光光源有单激光和多激光系统。多激光器系统在可见光范围使用多谱线氩离子激光器,发射波长为457nm、488nm和514nm的蓝绿光,氦氖绿激光器提供发射波长为543nm的绿光,氦氖红激光器发射波长为633nm的红光,新的405nm半导体激光器的出现可以提供近紫外谱线,但是小巧便宜而且维护简单。1.4 检测系统 LSCM为多通道荧光采集系统,一般有三个荧光通道和一个透射光通道,能升级到四个荧光通道,可对物体进行多谱线激光激发,样品发射荧光的探测器为感光灵敏度高的光电倍增管PMT,配有高速12位A/D转换器,可以做光子计数。PMT前设置针孔,由计算机软件调节针孔大小,光路中设有能自动切换的滤色片组,满足不同测量的需要,也有通过光栅或棱镜分光后进行光谱扫描功能的设置。二、激光共聚焦显微镜的特点以及在生物领域的应用传统光学显微镜相比,激光共聚焦显微镜具有更高的分辨率,实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点,在对生物样品的观察中,激光共聚焦显微镜有如下优越性:1、对活细胞和组织或细胞切片进行连续扫描,可获得精细的细胞骨架、染色体、细胞器和细胞膜系统的三维图像。2、 可以得到比普通荧光显微镜更高对比度、高解析度图象、同时具有高灵敏度、杰出样品保护。3、***图象的获得,如7 维图象(XYZaλIt): xyt 、xzt 和xt 扫描,时间序列扫描旋转扫描、区域扫描、光谱扫描、同时方便进行图像处理。 4、细胞内离子荧光标记,单标记或多标记,检测细胞内如PH和钠、钙、镁等离子浓度的比率测定及动态变化。5、荧光标记探头标记的活细胞或切片标本的活细胞生物物质,膜标记、免疫物质、免疫反应、受体或配体,核酸等观察;可以在同一张样品上进行同时多重物质标记,同时观察; 6、对细胞检测无损伤、精确、准确、可靠和优良重复性;数据图像可及时输出或长期储存。 由于共聚焦显微镜的以上优点,激光共聚焦显微镜在以下研究领域中应用较为广泛:1、细胞生物学:如:细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化、细胞凋亡机制;各种细胞器、结构性蛋白、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞特异性结构的含量、组分及分布进行定量分析;DNA、RNA含量、利用特定的抗体对紫外线引起的DNA损伤进行观察和定量;分析正常细胞和癌细胞细胞骨架与核改变之间的关系;细胞黏附行为等 2、生物化学:如:酶、核酸、受体分析、荧光原位杂交、杂色体基因定位等,利用共聚焦技术可以取代传统的核酸印迹染交等技术,进行基因的表达检测,使基因的转录、翻译等检测变的更加简单、准确。3、药理学:如:药物对细胞的作用及其动力学;药物进入细胞的动态过程、定位分布及定量 4、生理学、发育生物学:如:膜受体、离子通道、离子含量、分布、动态;动物发育以及胚胎的形成,骨髓干细胞的分化行为;细胞膜电位的测量.荧光漂白恢复(FRAP)、荧光漂白丢失(FLIP)的测量等。 5、遗传学和组胚学:如:细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断; 6、神经生物学:如:神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递; 7、微生物学和寄生虫学:如:细菌、寄生虫形态结构; 8、病理学及病理学临床应用:如:活检标本的快速诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病的诊断; 9、免疫学、环境医学和营养学。如:免疫荧光标记(单标、双标或三标)的定位,细胞膜受体或抗原的分布,微丝、微管的分布、两种或三种蛋白的共存与共定位、蛋白与细胞器的共定位;对活细胞中的蛋白质进行准确定位及动态观察可实时原位跟踪特定蛋白在细胞生长、分裂、分化过程中的时空表达,荧光能量共转移(FRET)。
我公司想买台钨灯丝扫描电子显微镜和场发射扫描电子显微镜,由于是买2台,所以特别看重的是公司的售后。但是售后往往是消息最少的方面。因此不清楚情况,故现在还犹豫不决。不知论坛里的大大们是否给点建议,告知哪家售后好
常规扫描电子显微镜1 仪器组成与工作原理 60年代中期扫描电子显微镜(SEM)的出现,使人类观察微小物质的能力有了质的飞跃。相对于光学显微镜,SEM在分辨率、景深及微分析等方面具有巨大优越性,因而发展迅速,应用广泛。随着科学技术的发展,使SEM的性能不断提高,使用的范围也逐渐扩大。 常规SEM由以下基本部分组成(见图1):产生电子束的柱形镜简,电子束与样品发生相互作用的样品室,检测样品室所产生信号的探头,以及将信号变因像的数据处理与显示系统。 镜筒顶端电子枪发射出的电子由静电场引导,沿镜简向下加速。在镜筒中,通过一系列电磁透镜将电子束聚焦并射向样品。靠近镜简底部,在样品表面上方,扫描线圈使电子束以光栅扫描方式偏转。最后一级电磁透镜把电子束聚焦成一个尽可能小的斑点射入样品,从而激发出各种成像信号,其强弱随样品表面的形貌和组成元素不同而变化。仪器(具有数字成像能力)将探头送来的信号加以处理并送至显示屏,即可显示出样品表面各点图像。 为了保证初始电子束在打到样品表面前其所台电子不被气体分子散射,电子束行进的整个路径需处于高真空状态,即不但要求电子枪、镜简内各处是高真空,而且样品室也必须维持高真空状态,通常达10-3Pa[1]。2 SEM的缺陷 由于工作原理及结构上的一些限制,使常规SEM的使用性能和适用范围受到很大影响。归纳起来,这些影响主要有:(1)样品必须干净、干燥。肮脏、潮湿的样品会使仪器真空度下降,并可能在镜简内各狭缝、样品室壁上留下沉积物,从而降低成像性能并给探头或电子枪造成损害。此限制使得对各种各样的含水样品不能在自然状态下观察。同样对挥发性样品也不能观察。 (2)样品必须有导电性。这是因为电子束在与样品相互作用时,会在样品表面沉积相当可观的电荷。若样品不导电,电荷累积所形成的电场会使作为SEM成像信号的二次电子发射状况发生变化,极端情况下甚至会使电子束改变方向而使图像失真。因此观察绝缘样品时、必须采取各种措施来消除所沉积的电荷,如在样品表面做导电性涂层或进行低压电荷平衡。然而这些措施的采用,对仪器本身提出更高要求,并使样品预处理变得繁琐、复杂。而导电涂层又带来了新问题:涂层是否会显著地改变样品外貌?涂层后的样品图像是涂层图像而非样品图像,这两者是否完全相同? (3)常规则信号探头使用光电倍增管放大原始成像信号,它对光、热非常敏感,因此不能观察发光或高温样品。成像过程中观察窗、照明器不能打开,给观察过程带来极大不便[2]。3 SEM的发展 针对SEM的缺陷,人们提出了各种解决办法,其中以近年开发的环境扫描电子显微镜(ESEM)技术最引人注目。 ESEM最大的优点在于允许改变显微镜样品室的压力、温度及气体成分。它不但保留了常规SEM的全部优点,而且消除了对样品室环境必须是高真空的限制。潮湿、油腻、肮脏、无导电性的样品在自然状态下都可检测,无需任何预处理。在气体压力高达5000Pa,温度高达1500℃,含有任何气体种类的多气环境中,ESEM都可提供高分辨率的二次电子成像,从而使常规SEM的使用性能及适用范围大幅度改善。 开发ESEM的关键在于取消对样品室高真空的限制。要做到这点.必须解决以下几个主要问题:(1)将镜简与样品室的真空环境分开。ESEM设计中的重大改进是将两个相距很近的限压光栏孔放入镜简的最后一组透镜中使其合为一体(见图2)。在多重限压光栏孔之下、之间、之上分别抽气以提供一个压强逐渐变化的真空:样品室可低至5000Pa,而镜筒中可达10-3Pa或更高。由于光栏孔放置很近,减少了电子束通过高气压段的距离(此结构已申请了多个专利)。 (2)对样品室真空度要求的降低,必然导致镜筒底部至样品表面这段距离内初始电子束电子被气体分子散射。这样一来,束电子是否还能保持足够的成像信号强度?要回答这一问题,有必要对电子束与气体分子间相互作用的过程进行分析。 散射是一个离散的过程。单个电子与气体分子碰撞发生散射的概率可按理想气体规律处理。因此,在到达样品表面之前,每个电子的碰撞次数是有限的且为整数。按照Poisson分布,结合理想气体定律可推导出一个电子完全不散射概率方程为:P(0)=e-kpd/TV.式中P(0)——一个电子完全不散射的概率 k——一个与气体种类有关的常数 V——束电子能量 P、T、d——分别代表样品室的气体压强、温度及电子束在气体中通过的距离(束气路径长度)。 显然,P(0)也可理解为未散射束电子形成的有效成像电流与电子束总电流的比值。由此式可知,若从结构上使d减小,样品室压强较高时,仍然能获得较高的成像电流。这一推论为ESEM的开发奠定了理论基础〔3J。 (3)需要一个在样品室处于高压强环境下仍然能起作用的二次电子探头。ESEM的二次电子探头是特别设计的,位于样品正上方。探头上施以致百伏的正电压以吸引由样品发射出的用于成像的二次电子。二次电于在探头电场中加速,并与样品室中的气体分子碰撞、电离,产生额外的电子和正离子。这种加速、电离过程多次重复,使初始二次电子信号呈连续比例级数放大而无须再使用光电倍增管。探头采集这些信号并将其直接传送到电子放大器放大成像。由于不使用光电倍增管,故ESEM对光、热不敏感。同时,当样品表面出现电荷积累时,信号放大过程中所产生的正离子会被吸引到样品表面,从而抑制了区域性电场,有效地消除了由于样品表面电荷积累而引起的信号失真,使得不导电的样品在自然、未涂层状态下亦可成像。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=79550]常规扫描电子显微镜的特点和发展[/url]
原作在:http://140.120.61.154/fesem/ref-fe/fe-sem-intro-nchu.asp1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (Å )在 10 KV 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12Å ,远低于可见光的4000 - 7000Å ,所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100Å 之间,电子与原子核的弹性散射 (Elastic Scattering) 与非弹性散射 (Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field),约为光学显微镜的300倍,使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。4. 扫描式电子显微镜,其系统设计由上而下,由电子枪 (Electron Gun) 发射电子束,经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后,用遮蔽孔径 (Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜(Objective Lens) 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子 (Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 (Energy Spread) 要小,目前常用的种类计有三种,钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。6. 热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。7. 价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100μm,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。8. 六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。9. 场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍,同时电子能量散布仅为 0.2 - 0.3 eV,所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪,其分辨率可高达 1nm 以下。10. 场发射电子枪可细分成三种:冷场发射式(cold field emission , FE),热场发射式(thermal field emission ,TF),及萧基发射式(Schottky emission ,SE)11. 当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时,会有可观数量的电子发射出来,此过程叫做场发射,其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应,亦即使能障宽度变窄,高度变低,因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开阴极。场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来,因此可得极细而又具高电流密度的电子束,其亮度可达热游离电子枪的数百倍,或甚至千倍。12. 场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料,以能承受高电场所加诸在阴极尖端的高机械应力,钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。利用阳极的特殊外形所产生的静电场,能对电子产生聚焦效果,所以不再需要韦氏罩或栅极。第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压(extraction voltage),以控制针尖场发射的电流强度,而第二(下)阳极主要是决定加速电压,以将电子加速至所需要的能量。13. 要从极细的钨针尖场发射电子,金属表面必需完全干净,无任何外来材料的原子或分子在其表面,即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射,所以场发射电子枪必需保持超高真空度,来防止钨阴极表面累积原子。由于超高真空设备价格极为高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM,否则较少采用场发射电子枪。14. 冷场发射式最大的优点为电子束直径最小,亮度最高,因此影像分辨率最优。能量散布最小,故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附,而降低场发射电流,并使发射电流不稳定,冷场发射式电子枪必需在10-10 torr的真空度下操作,虽然如此,还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing),以去除所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流最小。15. 热场发式电子枪是在1800K温度下操作,避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面,所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度,并能在较差的真空度下(10-9 torr)操作。虽然亮度与冷式相类似,但其电子能量散布却比冷式大3~5倍,影像分辨率较差,通常较不常使用。16. 萧基发射式的操作温度为1800K,它系在钨(100)单晶上镀ZrO覆盖层,ZrO将功函数从纯钨的4.5eV降至2.8eV,而外加高电场更使电位障壁变窄变低,使得电子很容易以热能的方式跳过能障(并非穿隧效应),逃出针尖表面,所需真空度约10-8~10-9torr。其发射电流稳定度佳,而且发射的总电流也大。而其电子能量散布很小,仅稍逊于冷场发射式电子枪。其电子源直径比冷式大,所以影像分辨率也比冷场发射式稍差一点。17. 场发射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速电压15kV时,分辨率可达到1nm,加速电压1kV时,分辨率可达到2.2nm。一般钨丝型的扫描式电子显微镜仪器上的放大倍率可到200000倍,实际操作时,大部份均在20000倍时影像便不清楚了,但如果样品的表面形貌及导电度合适,最大倍率650000倍是可以达成的。18. 由于对真空的要求较高,有些仪器在电子枪及磁透镜部份配备了3组离子泵(ionpump),在样品室中,配置了2组扩散泵(diffusion pump),在机体外,以1组机械泵负责粗抽,所以有6组大小不同的真空泵来达成超高真空的要求,另外在样品另有以液态氮冷却的冷阱(cold trap),协助保持样品室的真空度。19. 平时操作,若要将样品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr),则抽真空的时间将变长而降低仪器的便利性,更增加仪器购置成本,因此一些仪器设计了阶段式真空(step vacuum),亦即使电子枪、磁透镜及样品室的真空度依序降低,并分成三个部份来读取真空计读数,如此可将样品保持在真空度10-5pa的环境下即可操作。平时待机或更换样品时,为防止电子枪污染,皆使用真空阀(gun valve)将电子枪及磁透镜部份与样品室隔离,实际观察时再打开使电子束通过而打击到样品。20. 场发射式电子枪的电子产生率与真空度有密切的关系,其使用寿命也随真空度变差而急剧缩短,因此在样品制备上必须非常注意水气,或固定用的碳胶或银胶是否烤干,以免在观察的过程中,真空陡然变差而影响灯丝寿命,甚至系统当机。
透射电子显微镜(TEM)是一种现代综合性大型分析仪器,在现代科学、技术的研究、开发工作中被广泛地使用。顾名思义,所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲,形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象,所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”,从而开发出电子显微镜。而作为透射电子显微镜(TEM)其特点在于我们是利用透过样品的电子束来成像,这一点有别于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)。由于电子波的波长大大小于可见光的波长(100kV的电子波的波长为0.0037nm,而紫光的波长为400nm),根据光学理论,我们可以预期电子显微镜的分辨本领应大大优于光学显微镜。事实上,现代电子显微镜的分辨本领已经可达0.1nm。
请问显微镜吹扫技术对气体有什么要求,无CO2的高洁净空气?
加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究人员们最近开发出一种新的手机附件设备,能将任何智能手机变成一款DNA扫描荧光显微镜。这项创新可望对于医疗诊断带来深远影响,并再次展现如何有效利用智能手机来降低医疗成本,以及为开发中国家带来先进的医疗诊断技术。 这款智能手机的附件包括一个外部透镜、薄膜干涉滤光器、可微调的微型楔形榫头支架,以及雷射二极管,全部封装在一个以3D打印的小型方盒中,并整合成一款手持式荧光显微镜。 “DNA单分子在拉长时的宽度约2nm,”UCLA霍华德.休斯医学院(HHMI)教授Aydogan Ozcan表示,“以透视来看,它使DNA较人的发丝还细约50,000倍。目前,为单个DNA分子进行成像需要昂贵又庞大的光学显微镜工具,使其几乎仅限于先进的实验室设置才能进行。相形之下,这款适用于个人手机的附件设备显然就没那么昂贵了。” 虽然其他“智能手机变身显微镜”的设备也能够成像出较大规模的对象,例如细胞;但是,Ozcan的研究团队最新开发出的这款智能手机光学附件,则是首款可成像DNA单分子纤薄链以及调整其大小的设备。 该设备主要用于远程的实验室设置,以诊断不同类型的癌症与神经系统疾病,例如阿尔兹海默症(Alzheimer),以及侦测传染病的抗药性。为了利用手机上的相机,首先必须以荧光标记隔绝以及标示所需的DNA。Ozcan表示,如今,这种实验室程序已经能在偏远地区以及资源有限的环境下进行了。 为了扫描DNA,研究团队开发出可执行在同一支智能手机上的运算接口,以及一款Windows智能应用程序。扫描后的信息可被传送至远程Ozcan实验室中的服务器,然后测量DNA分子长度。在联机可靠可情况下,完整的数据处理过程只需要10秒钟的时间。
请教各位大虾:1.电子探针显微镜\扫描电镜加能谱仪有什么区别?各自应用的场合是什么?2.顺便再请教一下:环扫电镜\原子力显微镜\透射电镜的区别和应用场合谢谢先![em06]
[color=red]资料包括:[/color]1 扫描电子显微镜: 介绍了采用半导体检测器、YA;检测器和鲁宾逊检测器等反射电子检测器,于,以低真空方式进行观察的低真空扫描电子显微镜及其在耐火材料上的应用例。2 扫描电子显微镜的应用3 扫描隧道显微镜在生物医学中的应用4 国内外扫描电镜发展的特点5 高性能多用途的扫描电子显微镜JSM—58006 常规扫描电子显微镜的特点和发展[url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/014678.shtml]下载资料[/url]这是《湖南冶金》杂志上的一篇文章,对我们搞电镜的很有用,等全文转载于此,希望对大家有用!并向作者张益谨、杨迈莉表示感谢![color=red][b]扫描电子显微镜的安装与验收[/b][/color][提要]本文对如何安装调试与验收扫描电子显微镜作了简单介绍,并以日立S—570型号为例,对验收技术指标、方法及误差计算进行了具体说图。随着我国科学技术与教育事业的发展,电子显微分析技术已在各个领域得到广泛的应用。现已有各种类型及规格近千台,其中半数以上为扫描电子显微镜。由于它具有制样简单,图象直观,且易掌握及理解等优点,因此,将有更多科研单位,高等院校及工厂实验宝购置这种先进仪器。这样,如何进行安装、调试及验收就成为很多人关心及要求了解的问题。一. 安装调试程序安装调试工作包括下述五个环节。1.安装前的准备 (1)安装条件:主要捡查水电供应,接地电阻,防震,防电磁干扰等条件是否满足仪器说明书的要求。可参阅《实验技术与管理》 (2)1986。(2)翻译说明书及操作人员的预先培训。 (3)安装调试除准备一套开箱、运输工具外,还要求准备下列仪器材料如示波器、数字万用表、电离真空计、超声波清洗器、恒温干燥箱、放大冲洗设备、化学药品(如酒精、丙酮)等等。
透射电子显微镜比扫描电子显微镜放大更好的原因是什么
中国电子显微镜学会 举办的透射电子显微镜(TEM)短期课程计划感觉比较系统,我想去,不过他们说要报名凑够6人以上开班,我在这边分享下,看看大家有没有想一起去的。要是有想去的联系 李宁春老师(中国电子显微镜学会;电话:010-82671519)下面附上他们的通知Ⅰ. TEM基本课程:对象与目的:初学人员或希望从新学习者,经此课程学习透射电镜原理并达到可独立操作的基本要求。授课内容:⑴ 透射电子显微主讲结构与电子光学系统。⑵ 电子与薄晶体的相互作用——运动学成像理论。⑶ 原子分辨的高分辨像基本原理(动力学散射)。⑷ 扫描透射原理与EDS扫描分析。实验安排:⑴ TEM(FEI 200 kV场发射)基本操作方法(电镜的启动,样品的安装和更换,条件的设定及观察图像)。⑵ HR-TEM原子像的获得与相应电子衍射谱。⑶ STEM模式成像与扫描分析(一维线扫与二维面扫EDS谱与像的获得)。[/
请教下!!!问题1:扫描电子显微镜在碳纤维中应用,就是具体用扫描电镜分析碳纤维啥呢?问题2:偏光显微镜在碳纤维中应用?这2种设备那个更适合呢 ,我是一家生产碳纤维的厂家。想上这方面的设备?那位可以解答下,谢啦。
摘要: 本文扼要介绍了电子显微镜的现状与展望。透射电子显微镜方面主要有:高分辨电子显微学及原子像的观察,像差校正电子显微镜,原子尺度电子全息学,表面的高分辨电子显微正面成像,超高压电子显微镜,中等电压电镜,120kV,100kV分析电镜,场发射枪扫描透射电镜及能量选择电镜等,透射电镜将又一次面临新的重大突破;扫描电子显微镜方面主要有:分析扫描电镜和X射线能谱仪、X射线波谱仪和电子探针仪、场发射枪扫描电镜和低压扫描电镜、超大试样室扫描电镜、环境扫描电镜、扫描电声显微镜、测长/缺陷检测扫描电镜、晶体学取向成像扫描电子显微术和计算机控制扫描电镜等。扫描电镜的分辨本领可望达到0.2—0.3nm并观察到原子像。 关键词 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 仪器制造与发展 中图法分类号 TN16 O766.1 Q336 电子显微镜(简称电镜,EM)经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。我国的电子显微学也有了长足的进展[1]。电子显微镜的创制者鲁斯卡(E.Ruska)教授因而获得了1986年诺贝尔奖的物理奖[2]。 电子与物质相互作用会产生透射电子,弹性散射电子,能量损失电子,二次电子,背反射电子,吸收电子,X射线,俄歇电子,阴极发光和电动力等等。电子显微镜就是利用这些信息来对试样进行形貌观察、成分分析和结构测定的。电子显微镜有很多类型,主要有透射电子显微镜(简称透射电镜,TEM)和扫描电子显微镜(简称扫描电镜,SEM)两大类。扫描透射电子显微镜(简称扫描透射电镜,STEM)则兼有两者的性能。为了进一步表征仪器的特点,有以加速电压区分的,如:超高压(1MV)和中等电压(200—500kV)透射电镜、低电压(~1kV)扫描电镜;有以电子枪类型区分的,如场发射枪电镜;有以用途区分的,如高分辨电镜,分析电镜、能量选择电镜、生物电镜、环境电镜、原位电镜、测长CD-扫描电镜;有以激发的信息命名的,如电子探针X射线微区分析仪(简称电子探针,EPMA)等。 半个多世纪以来电子显微学的奋斗目标主要是力求观察更微小的物体结构、更细小的实体、甚至单个原子,并获得有关试样的更多的信息,如标征非晶和微晶,成分分布,晶粒形状和尺寸,晶体的相、晶体的取向、晶界和晶体缺陷等特征,以便对材料的显微结构进行综合分析及标征研究[3]。近来,电子显微镜(电子显微学),包括扫描隧道显微镜等,又有了长足的发展。本文仅讨论使用广泛的透射电镜和扫描电镜,并就上列几个方面作一简要介绍。部分透射电镜和扫描电镜的主要性能可参阅文献[1]。 透射电子显微镜 1、高分辨电子显微学及原子像的观察 材料的宏观性能往往与其本身的成分、结构以及晶体缺陷中原子的位置等密切相关。观察试样中单个原子像是科学界长期追求的目标。一个原子的直径约为1千万分之2—3mm。因此,要分辨出每个原子的位置需要0.1nm左右的分辨本领,并把它放大约1千万倍。70年代初形成的高分辨电子显微学(HREM)是在原子尺度上直接观察分析物质微观结构的学科。计算机图像处理的引入使其进一步向超高分辨率和定量化方向发展,同时也开辟了一些崭新的应用领域。例如,英国医学研究委员会分子生物实验室的A.Klug博士等发展了一套重构物体三维结构的高分辨图像处理技术,为分子生物学开拓了一个崭新的领域。因而获得了1982年诺贝尔奖的化学奖,以表彰他在发展晶体电子显微学及核酸—蛋白质复合体的晶体学结构方面的卓越贡献[4]。 用HREM使单个原子成像的一个严重困难是信号/噪声比太小。电子经过试样后,对成像有贡献的弹性散射电子(不损失能量、只改变运动方向)所占的百分比太低,而非弹性散射电子(既损失能量又改变运动方向)不相干,对成像无贡献且形成亮的背底(亮场),因而非周期结构试样中的单个原子像的反差极小。在档去了未散射的直透电子的暗场像中,由于提高了反差,才能观察到其中的重原子,例如铀和钍—BTCA中的铀(Z=92)和钍(Z=90)原子[5]。对于晶体试样,原子阵列会加强成像信息。采用超高压电子显微镜和中等加速电压的高亮度、高相干度的场发射电子枪透射电镜在特定的离焦条件(Scherzer欠焦)下拍摄的薄晶体高分辨像可以获得直接与晶体原子结构相对应的结构像。再用图像处理技术,例如电子晶体学处理方法,已能从一张200kV的JEM-2010F场发射电镜(点分辨本领0.194nm)拍摄的分辨率约0.2nm的照片上获取超高分辨率结构信息,成功地测定出分辨率约0.1nm的晶体结构[6]。 2.像差校正电子显微镜 电子显微镜的分辨本领由于受到电子透镜球差的限制,人们力图像光学透镜那样来减少或消除球差。但是,早在1936年Scherzer就指出,对于常用的无空间电荷且不随时间变化的旋转对称电子透镜,球差恒为正值。在40年代由于兼顾电子物镜的衍射和球差,电子显微镜的理论分辨本领约为0.5nm。校正电子透镜的主要像差是人们长期追求的目标。经过50多年的努力,1990年Rose提出用六极校正器校正透镜像差得到无像差电子光学系统的方法。最近在CM200ST场发射枪200kV透射电镜上增加了这种六极校正器,研制成世界上第一台像差校正电子显微镜。电镜的高度仅提高了24cm,而并不影响其它性能。分辨本领由0.24nm提高到0.14nm[7]。在这台像差校正电子显微镜上球差系数减少至0.05mm(50μm)时拍摄到了GaAs〈110〉取向的哑铃状结构像,点间距为0.14nm[8]。 3、原子尺度电子全息学 Gabor在1948年当时难以校正电子透镜球差的情况下提出了电子全息的基本原理和方法。论证了如果用电子束制作全息图,记录电子波的振幅和位相,然后用光波进行重现,只要光线光学的像差精确地与电子光学的像差相匹配,就能得到无像差的、分辨率更高的像。由于那时没有相干性很好的电子源,电子全息术的发展相当缓慢。后来,这种光波全息思想应用到激光领域,获得了极大的成功。Gabor也因此而获得了诺贝尔物理奖。随着Mollenstedt静电双棱镜的发明以及点状灯丝,特别是场发射电子枪的发展,电子全息的理论和实验研究也有了很大的进展,在电磁场测量和高分辨电子显微像的重构等方面取得了丰硕的成果[9]。Lichte等用电子全息术在CM30 FEG/ST型电子显微镜(球差系数Cs=1.2mm)上以1k×1k的慢扫描CCD相机,获得了0.13nm的分辨本领。目前,使用刚刚安装好的CM30 FEG/UT型电子显微镜(球差系数Cs=0.65mm)和2k×2k的CCD相机,已达到0.1nm的信息极限分辨本领[10,11]。
湖南怀化学院德国蔡司公司SigmaHD型热场发射扫描电子显微镜于2015年10月正式投入使用并可对外提供测试服务。仪器配备:镜筒内二次电子(In-lens)、二次电子(SE2)、背散射电子(BSE)及能谱仪(EDS)等探测器。二次电子像分辨率可达1.0 nm (30 kV)。测试样品基本无需排队、可随到随测,2-4个工作日内给出测试结果。联系人:杨老师联系电话:18152731699
[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html][b]差分偏光激光扫描显微镜[/b][/url]differential polarization laser-scanning microscope (DPLSM)具有[b]扫描光学显微镜[/b]和[b]分光偏振计[/b]的双重优点,可提供逐像素地实施的生物样本的各向异性数据,在记录生物组织图像强度的同时,能够实时地提供高精度的生物样品的各向异性组织的逐个像素的数据。差分偏光激光扫描显微镜采用模块化设计,可以直接安装到用户现有的激光扫描显微镜上,不用担心改变原来的光路和电子。我公司提供方便安装的差分偏光激光扫描显微镜DPLSM模块,可直接安装到激光扫描显微镜上,不需要改变电路和光路就可使用差分偏光激光扫描显微镜DPLSM功能。差分偏光激光扫描显微镜:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html[/url]
电子显微镜的发明距今已有五十多年的历史了。它的问世对科学技术的发展给以无可估量的巨大影响。随之产生一门新学科电子显微术或称电子显微学。近30年来电子显微术有很大的发展,已成为探索微观世界的一门强有力的以实验为基础的科学技术。它在物理学、材料科学和生物学、医学中得到极为广泛的应用。它所获得的研究成果成功地验证并发展了关于晶体结构和晶体缺陷的许多理论推测,特别近几年来对晶格的深入研究,丰富了人们对物质微观结构的认识。扫描电子显微镜(SEM)是电子显微镜重要的分支,它是近四、五十年发展起来的新型电子光学仪器。由于透射电子显微镜(TEM)对样品要求十分苛刻,无法观察大块试样,无法观察表面,其适用范围受到很大的限制。光镜虽然可直接观察大块样品但分辨率、放大倍数低,景深也很差。SEM弥补了光镜和TEM的某些不足,具有介于光镜和TEM之间的性能指标。它是利用细聚焦的电子束,在样品表面逐点扫描,用探测器收集在电子束作用下,样品中产生的电子信号,把信号转换成图像的仪器。我们知道固体样品在电子束的轰击下会产生如图1-1所示的各种信号。1、背散射电子背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。弹性背散射电子能量没有损失(或基本上没有损失),其能量能达到数千到数万电子伏。非弹性背散射电子是入射电子和样品核外电子撞击后产生的非弹性散射,不仅方向改变,能量也有不同程度的损失。其能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。从数量上看,弹性背散射电子远比非弹性背散射电子所占的份额多。背散射电子产生于表面几百nm深度范围。由于它的产额能随样品原子序数增大而增多,所以不仅能用作形貌分析,而且可以用来显示原子序数衬度定性地用作成分分析。2、二次电子在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。这是一种真空中的自由电子。其中90%是来自样品原子外层的价电子。二次电子的能量较低,一般不超过8×10-19J(50eV)。且它一般都是在表层5~10nm深度发射出来的。它对样品的表面形貌十分敏感,因此,能非常有效地显示样品的表面形貌。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210112020_396063_2105598_3.jpg图1-1 电子束与固体样品作用时产生的信号3、吸收电子吸收电子是入射电子在样品内经多次非弹性散射,能量损失殆尽,最后被样品吸收的那部分电子。4、透射电子若被分析的样品很薄,一部分入射电子就会穿透样品,成为透射电子。这种透射电子是由直径很小(10nm)的高能电子束照射样品时产生的。因此,它的信号是由微区的厚度、成分和晶体结构来决定。5、特征X射线原子的内层电子被激发或电离后,在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波。6、俄歇电子在入射电子激发样品的特征X射线过程中,原子的内层电子在能级跃迁时释放能量是把空位层内的另外一个电子发射出去(或使空位层外层电子发射出去),这个被电离的电子称为俄歇电子。它的能量很低,且具有特征值,一般位于8×10-19~240×10-19J(50~1500eV)范围内。俄歇电子的平均自由程很短,仅有1nm左右,所以只有距表面层1nm内逸出的俄歇电子才具备特征能量——适用于表层成分分析。除了上面列出的六种信号外,固体样品中还会产生例如阴极荧光、电子束感生效应等信号,经过调制后也可以用于专门的分析。关于SEM的工作原理,经过细聚焦的电子束在样品表面扫描,激发出各种物理信号,其强度随表面特征而变化。用相应的接受器接受物理信号,按顺序成比例地转换成视频信号,并经过视频放大和信号处理,送到显像管电子枪的栅极,调制显像管的亮度。其中两个扫描是同步的,使试样表面信号强度信号强弱与显像管荧光屏亮度一一对应。SEM是由电子光学系统,信号收集处理、图像显示和记录系统,真空系统三个基本部分组成。图1-2、图1-3为扫描电子显微镜外貌图和构造原理的方框图。一、电子光学系统电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。其中SEM和TEM的电子枪相似,只是加速电压比TEM低;SEM中各电磁透镜都不作成像透镜作用,而是作聚光镜用,它们的功能只是把电子枪的束斑逐级聚焦缩小,使原来直径约为50μm的束斑缩小成一个只有数个纳米的细小斑点;扫描线圈的作用是使电子束偏转,并在样品表面作有规则的扫动,电子束在样品上的扫描动作和显像管上的扫描动作保持严格同步,因为它们是由同一扫描发生器控制的;样品室内除放置样品外,还安置了信号探测器。各种不同信号的收集和相应检测器的安放位置有很大的关系,如果安置不当,则有可能收不到信号或收到的信号很弱,从而影响分析精度。二、信号的收集和图像显示系统二次电子,背散射电子和透射电子的信号都可采用闪烁计数器来进行检测。信号电子进入闪烁体后即引起电离,当离子和自由电子复合后就产生可见光。可见光信号通过光导管送入光电倍增器,光信号放大,即又转化成电流信号输出,电流信号经视频放大器放大后就成为调制信号。如前所述,由于镜筒中的电子束和显像管中电子束是同步扫描的,而荧光屏上每一点的亮度是根据样品上被激发出来的信号强度来调制的,因此样品上各点的状态各不相同,所以接收到的信号也不相同,于是就可以在显像管上看到一幅反映试样各点状态的扫描电子显微图像。三、真空系统为保证SEM电子光学系统的正常工作,对镜筒内的真空度有一定的要求。一般情况下,如果真空系统能提供1.33×10-2~1.33×10-3Pa(10-4~10-5mmHg)的真空度时,就可以防止样品的污染。如果真空度不足,除样品被严重污染外,还会出现灯丝寿命下降,极间放电等问题。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210112020_396065_2105598_3.jpg图1-2 扫描电子显微镜外貌图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210112020_396066_2105598_3.jpg图1-3 扫描电镜结构原理方框图和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:一、能够直接观察样品表面的结构,样品的