显微镜光源 小每年花费超过1亿美元购买SEM，而只

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 用户1914603728 2018～0703 07:59
    
     扫描电子显微镜（SEM）是一种高端的电子光学仪器，广泛应用于材料、生物学、医学、冶金、化学和半导体等领域的研究和工业部门。
    
     例如，在材料科学领域，它是一个非常基础的研究仪器。可以毫不夸张地说，材料领域的70%-80%的文章使用SEM提供的信息。曾毅，中国科学院上海硅酸盐研究所的研究员，扫描电子显微镜专业委员会副主任，告诉本刊CH日报。
    
     然而，中国科研和工业部门使用的扫描电子显微镜（SEM）严重依赖进口。在中国每年购买的数百种SEM中，成本超过1亿美元，它们主要产于美国、日本、德国和捷克共和国，国内的SEM只占5%-10%。
    
     曾毅说，扫描电子显微镜的图像分辨率与电子束的直径密切相关。电子束越薄，图像分辨率越高。
    
     扫描电子显微镜(SEM)主要利用二次电子信号成像来观察样品的表面形貌，即用非常细的电子束扫描样品的表面，通过t之间的相互作用产生各种信号(如二次电子信号)。电子束和样品获得材料表面的细节。
    
     扫描电子显微镜（SEM）由电子光学系统、信号采集显示系统、真空系统和电源系统组成，电子光学系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室组成。电子枪发出的电子束通过电磁透镜会聚成非常细的电子束，扫描在样品表面，刺激样品表面产生二次电子。光信号。
    
     两个电子产生的电子数与样品表面形貌有关，如果样品不同区域激发的二次电子数不同，则光电倍增管与放大器转换的电压信号对应关系不同。主动地荧光屏的对应部分之间的光和暗的对比差异也将反映出来。最后，得到样品表面的放大黑白图像。
    
     为了获得更高的图像分辨率，会聚电子束的光斑直径应该尽可能小。电子束的会聚必须由电子光学系统完成。今天的电子光学系统需要将电子束聚焦到大约1纳米。r，即，在样品表面上形成小直径到1纳米点的电子束，相当于发丝直径的1.6万倍，这要求电子光学系统的各个部分被完美地设计以形成这样的小电子嗯，这是一个很难解决的问题，曾毅说。
    
     除了需要极细的电子束外，扫描电子显微镜图像的采集还需要高效的二次电子探测器。探测器安装在电磁透镜上方，利用磁力来收集二次电子。曾毅说。
    
     低分辨率钨丝探测器通常位于电磁透镜和样品之间，在这种情况下，探测器离样品更近，样品离透镜更远。距离。长距离导致图像分辨率下降，而近距离可以提高图像分辨率。
    
     为了提高扫描电子显微镜（SEM）的图像分辨率，需要尽可能地缩短样品与透镜之间的距离。这种方法是将探测器移到电磁透镜的上方，这样就可以缩短工作距离。自2000年以来，出现了工作距离更短、图像分辨率更高的场发射扫描电子显微镜（FESEM），并成为主流产品。主流场发射扫描电子显微镜（FESEM）采用半浸没或完全浸没的电磁透镜，即检测器安装在电磁透镜的上方或内部。
    
     样品与电磁透镜之间的钨丝灯扫描电子显微镜（SEM）设计简单。二次电子可以通过电场来检测。当场发射扫描电子显微镜(FESEM)将探测器安装到电磁透镜中时，样品与透镜之间的距离缩短，而当场发射扫描电子显微镜(FESEM)将探测器安装到电磁透镜中时，样品与透镜之间的距离缩短。探测器与样品之间的距离变长，收集二次电子的效率大大降低。
    
     此时，通过在探测器前部增加正电压来吸引二次电子的方法是不可行的。二次电子需要通过磁力被吸收到电磁透镜中，场发射扫描电子显微镜（FESEM）能够有效地利用磁力将二次电子吸收到电磁透镜中。我们需要在提高收购效率方面取得突破。曾毅说。
    
     在传统的扫描电子显微镜（SEM）中，必须在非导电样品的表面沉积导电涂层以观察它们。在这种情况下，导电膜将在一定程度上掩盖样品的真实外观。这是当前最重要的突破之一。主流的扫描电子显微镜（SEM）是通过降低入射电子的加速度电压，可以在没有导电涂层的情况下直接观察非导电样品。
    
     虽然降低加速电压具有直接观察非导电样品的优点，但是对电磁制造商也提出了巨大的挑战，当加速电压降到3kV以下时，会产生一系列的问题，主要是由于降低电的亮度。这样，原有细聚焦电子束探头的直径会显著增大，从而导致图像分辨率的严重降低，这也是降低扫描加速电压理论的原因。g型电子显微镜(SEM)用于直接观察非导电性样品，自二十世纪六十年代提出以来，直到2000年才开始商业化。目前，主流场发射扫描电子显微镜(FESEM)的低电压分辨率(0.7-1nm@1kV)已经满足这一要求。非导电样品的固化要求很好。近年来，国内FESEM还发展了最新的低电压扫描电子显微镜（SEM）。1kV的分辨率为3nm。
    
     为了在低电压下观察样品而不降低图像分辨率，通常的解决方法是采用减速电压、镜筒减速或单色仪技术，但不管采用哪种方案，都涉及到整个电子光学系统的重新设计和处理。当施加减速电压时，样品表面被视为主透镜。利用这种透镜，电子光学系统的设计将更加复杂。同时，系统的均匀性和稳定性也会更高。曾毅说，一些缺陷会严重影响扫描电子显微镜的低电压分辨率。
    
     虽然国内SEM的市场份额较小，但技术指标与主流EM存在一定的差距，但与主流产品相比，并没有不可逾越的技术差距。如果能够加大对独立科研设备研发的投入，结合政策引导，相信在不久的将来，将会看到越来越多的国内扫描电子显微镜出现在中国的科学技术舞台上。援助。
    
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