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扫描电子显微镜的构造和工作原理

更新时间:2023-07-06      点击次数:526
  扫描电化学显微镜SECM具备扫描电化学显微镜及扫描离子电导显微镜成像(SECM/ SICM)与可定制模块化的光学显微镜成像同步联用的系统,此多功能的仪器系统全面覆盖细胞表面分析,细胞纳米形貌成像,细胞膜表面的离子通道的检测与成像, 细胞纳米力学领域的研究与创新,细胞活性和生理功能的原位电化学检测,以及神经传导物质的原位快速检测,并可升级后兼容荧光比值钙成像等诸多前沿应用。提供原位微观形貌与电催化活性同步扫描检测模式,例如:基础的等高模式和高级的等间距模式下的矩阵协议扫描和模板自定义扫描(3D微观打印或局部修饰等模式),提供给用户无限的实验组合和多种分析实验方法的高级拓展与联用。
  扫描电子显微镜是由电子光学系统,信号收集处理、图象显示和记录系统,真空系统三个基本部分组成。
  其中电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。扫描电子显微镜中的各个电磁透镜不做成相透镜用,而是起到将电子束逐级缩小的聚光作用。一般有三个聚光镜,前两个是强磁透镜,可把电子束缩小;第三个透镜是弱磁透镜,具有较长的焦距以便使样品和透镜之间留有一定的空间,装入各种信号接收器。扫描电子显微镜中射到样品上的电子束直径越小,就相当于成相单元的尺寸越小,相应的放大倍数就越高。
  扫描线圈的作用是使电子束偏转,并在样品表面做有规则的扫动。电子束在样品上的扫描动作和显相管上的扫描动作保持严格同步,因为它们是由同一个扫描发生器控制的。电子束在样品表面有两种扫描方式,进行形貌分析时都采用光栅扫描方式,当电子束进入上偏转线圈时,方向发生转折,随后又有下偏转线圈使它的方向发生第二次转折。发生二次偏转的电子束通过末级透镜的光心射到样品表面。
  在电子束偏转的同时还带用逐行扫描的动作,电子束在上下偏转线圈的作用下,在样品表面扫描出方形区域,相应地在样品上也画出一帧比例图像。样品上各点受到电子束轰击时发出的信号可由信号探测器收集,并通过显示系统在显像管荧光屏上按强度描绘出来。如果电子束经上偏转线圈转折后未经下偏转线圈改变方向,而直接由末级透镜折射到入射点位置,这种扫描方式称为角光栅扫描或摇摆扫描。入射束被上偏转线圈转折的角度越大,则电子束在入射点上摇摆的角度也越大。在进行电子束通道花样分析时,采用这种方式。
  样品室内除放置样品外,还安置信号探测器。样品台本身是个复杂而精密的组件,它能夹持一定尺寸的样品,并能使样品作平移、倾斜和旋转等运动,以利于对样品上每一特定位置的进行各种分析。
  二次电子、背散射电子、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。由于镜筒中的电子束和显像管中的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,因此样品上各点状态各不相同,所接受的信号也不相同,于是就在显像管上看到一幅反映样品各点状态的扫描电子显微图像。