Электронная оптическая система: ядро фокусировки и сканирования

Электронная оптическая система является основным компонентом сканирующего зеркала (SEM), которое генерирует, ускоряет, фокусирует и контролирует сканирование электронного луча на поверхности образца. Его основные компоненты включают:

Электронные пушки: в качестве источника электронов свободные электроны создаются посредством тепловой или полевой эмиссии. Электронные пушки с тепловым излучением (например, вольфрамовая проволока) являются недорогими, но имеют ограниченное разрешение; Полевая эмиссионная электронная пушка (например, гексаборид лантана или холодная эмиссия) имеет высокую яркость, небольшое пятно пучка, разрешение до 1 нм, подходит для высокоточных изображений.

Электромагнитная линза: фокусирование и ускорение электронного луча с помощью электромагнитного поля. Двухступенчатая электромагнитная линза объединяет электронный луч в пучок пятен диаметром в несколько нанометров для обеспечения изображения с высоким разрешением.

Сканирующая катушка: Контролируйте растровое сканирование электронного луча на поверхности образца, синхронизируйте положение электронного луча на экране кинескопа и достигайте соответствия поверхностных характеристик образца точечному изображению.

Принцип обнаружения сигналов: многомерный доступ к информации

Когда электронный луч взаимодействует с образцом, он возбуждает множество сигналов, и детектор захватывает эти сигналы для достижения анализа формы и состава образца:

Вторичный электрон (SE): падающий электрон возбуждает образец атомного внешнего электрона для выхода, с низкой энергией (0 - 50eV), только с поверхности глубины 5 - 10нм, с высокой чувствительностью к форме поверхности, для получения изображений поверхности с высоким разрешением.

Электроны обратного рассеяния (BSE): падающий электрон отражается после рассеяния ядра образца, выход увеличивается с увеличением атомного номера, может отображать футеровку атомного номера для качественного анализа состава.

Характерные рентгеновские лучи: электромагнитное излучение, энергия или длина волны, создаваемые при электронном переходе внутри атома испускаемого падающим электроном, напрямую связаны с типом элемента и достигают качественного количественного обнаружения элемента с помощью анализа спектрометра (EDS).

III. СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО И МЕХАНИЗМЫ ВЫДАЧЕНИЯ

Когда электронный луч сканирует поверхность образца, детектор синхронно захватывает сигнал и преобразует его в электрический сигнал, усиливая яркость экрана трубки изображения, образуя изображение, соответствующее характеристикам поверхности образца. Полевой эмиссионный SEM дополнительно улучшает разрешение и стабильность благодаря высокояркому электронному источнику и оптимизированной вакуумной системе и подходит для анализа микроструктуры поверхности из нескольких материалов, таких как полупроводники, металлы и геологические минералы.