电子显微镜品牌

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【优秀范文】电子显微镜品牌

范文一:十大显微镜品牌排行榜显微镜哪个牌子好 投稿:金臭臮

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十大显微镜品牌排行榜 显微镜哪个牌子好

显微镜是人类20世纪最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。那么哪些显微镜品牌比较好呢?高端营销推广平台鹿豹座(广告)给大家介绍十大显微镜品牌排行榜。

1三丰

三丰作为全球测量领域的领导者,不仅凭借其最先进的技术生产出大批高品质的产品,同时还积极推进计量教育事业的发展,为每一位对测量仪器的理论和产品感兴趣的人创造进一步发展和提高的机会。三丰计量学院是三丰独创的精密测量工程师培训机构。工程师能够在这里学会正确使用最先进的测量仪器,以满足制造业日益发展的技术需求。

2维易科

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美国维易科(Veeco)精密仪器有限公司向广大用户提供自行设计和制造的世界先进的精密测量仪器和工艺设备,并提供广泛的客户服务和技术支持。公司的工艺设备主要用于纳米范围的设备制造,拓宽了信息时代的技术和产品的广阔领域;测量仪器用来进行纳米范围的精密测量,为先进的科学研究和纳米技术提供重要的科技支持。公司致力于协助全球用户开拓新技术、提供使用经验和技术支持,为了确保技术产品上的世界领先地位和技术进步,公司不断开发新产品并为客户提供长期的服务。公司的制造产业位于纽约、加利佛尼亚、科罗拉多、亚利桑那和明尼苏达等多个地区,全球销售与服务机构遍布美国、欧洲、日本和亚太地区。

3奥特

重庆奥特光学仪器有限公司是显微镜的专业制造厂家,公司在重庆、北京拥有两个显微镜制造基地,重庆工厂座落于风景优美的重庆市北碚同兴工业园,北京工厂位于中关村科技园区金桥产业基地。重庆奥特光学仪器有限公司是重庆市高新技术企业,拥有实力雄厚的研发、管理队伍及技术工人,具有四十多年的显微镜开发、制造经验,具备强大的产品研发能力和市场开拓能力。

4舜宇

舜宇光学科技(集团)有限公司是中国领先的光学产品制造企业,具备全面的设计实力及专业生产技术,公司在光学非球面技术、AF/ZOOM和多层镀膜等多项核心技术的研究和应用上处于国内领先水平。

5永新

上永新光学是中国光学显微镜的龙头企业、国家级高新技术企业、中国仪器仪表行业协会副理事长单位、光学仪器分会理事长单位和光学显微镜国家标准制订单位,拥有“江南”、“NEXCOPE”和“INOVO”等自主品牌。公司现有宁波、南京和镇海三处厂区,占地10万平方米,员工2000名,年产显微镜15万台,精密光学部组件6000万件。销往美日德俄等一百多个国家和地区,并成为国际知名企业的核心供应商。

6泰克

北京泰克仪器有限公司坐落于环境典雅的历史文化名址——天坛南侧,是中国集精密仪器、医疗器械、显微电脑图像分析系统、电视显微镜、显微熔点测定仪五大系列产品的开发、生产、经销为一体的著名中外合资企业。公司拥有七个分公司,固定资产超亿元。

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7迈特 www.lbzuo.com

桂林市迈特光学仪器有限公司坐落于“山水甲天下”的桂林市高新技术开发区信息产业园内,占地20多亩,建筑面积16000多平方米,注册资本3000万元,是从事各种体视显微镜、单筒视频显微系统、工业产品自动检测系统、测绘仪器及软件的研制、开发、生产、销售的专业生产厂家。公司创立于2001年3月21日,凭着强劲的技术实力、丰富的经验、优良的管理和一流的服务,迅速发展成为品种齐全、实力雄厚的外向型高新技术企业。 8凤凰

凤凰集团拥有中国光学行业第一家上市公司,是国家重点高新技术企业,全国“博士后工作站”挂点单位,全国CAD应用示范企业,多次被评为国家和省级质量先进单位。凤凰集团有严格的全面质量管理制度和覆盖全国的质量信息反馈网络,通过ISO9002、ISO9001:2000、ISO14000国际质量、环境体系认证和国际CE产品安全认证。

9徕卡

徕卡仪器有限公司是德国著名的光学制造企业,具有160年显微镜制造历史,现主要生产显微镜、照相机及照相机镜头,用户遍布世界各地。早期的“Leitz”显微镜和照相机深受用户爱戴,到1990年徕卡全部产品统一改为“Leica”商标。徕卡公司是目前同业中唯一的集显微镜、图像采集产品、图像分析软件三位一体的显微镜生产企业。

10麦克奥迪

MOTIC在北美、德国和中国投入了大量资金,成立了全球跨地区零时间差的多学科技术整合中心,集光学、机械、工业设计、平面设计、网络通讯、电子、计算机技术和医疗诊断技术于一身,结合现代边缘技术,实现“无缝整合”,把传统显微镜从过去的显微观察主体工具变为今日“数码显微图像处理系统”的分支平台。数码互动教室实验室的首创和推出,掀起了形态教学方式的革命。自动显微镜系统的成功开发为显微科学领域的研究和发展提供了崭新的理念和实用的平台,真正意义上地推动了远程医疗、远程科研和远程教学的广泛应用。 对于任何产品而言,优质的质量永远是第一位,除此,高端营销推广平台鹿豹座(广告)认为,显微镜品牌商还得在价格和服务上做好文章,迎接对手的挑战和相关行业的冲击。

范文二:显微镜的品牌 投稿:蔡籙籚

国内外显微镜品牌

瑞士普利赛斯

Precisa

美国博力飞

Brookfield

德国 蔡司公司

徕卡公司 仪科

日本爱拓ATAGO

上海恒平

上海精宏

瑞士梅特勒-托利多Mettler-Toledo 美国金泉YSI 日本奥林帕斯OLYMUS 尼康公司(NIKON) 上海棱光 苏州安泰

世界著名显微镜品牌介绍

在世界范围内显微镜的主要著名品牌有4个:奥林巴斯(OLYMPUS)、尼康,蔡司 、徕卡。这4家制造商引导了显微镜的发展,下面分别介绍一下这4家公司

1、 奥林巴斯

在中国奥林巴斯品牌享有广泛的知名度,这不仅仅来源于它在影像(相机)产品和医疗产品(医用内窥镜)的影响力,奥林巴斯显微镜在中国市场也占有重要地位,

而且奥林巴斯在初期也主要依靠显微镜业务才取得以后的迅速发展.

1919年10月12日 “株式会社高千穗制作所”设立 创始人:山下长(Yamashita Takeshi)

1942年5月28日 改名为“高千穗光学工业株式会社”

1949年1月1日改名为“奥林巴斯光学工业株式会社” 英文名称为“OLYMPUS OPTICAL CO., LTD.”

2003年10月1日 改名为“奥林巴斯株式会社” 英文名称为“OLYMPUS CORPORATION”

在希腊神话中有一座神仙居住的山,名为奥林巴斯山“Mt.Olympus”。

“奥林巴斯”这个公司名称就是由来于此山岳。它体现着奥林巴斯力求“制作出全世界通用的产品”这一热切地愿望。 早在创业当时——“株式会社高千穗制作所”的时代,“奥林巴斯”这一商标就开始作为商标被使用。

在日本神话中传说在高千穗的山中有居住着为数八百万名神仙的天界“高天原”,将其与同样住有神仙的山——希腊神话中传说的住有十二名神仙的“Olympus山”相联系,推出了此商标。此商标中包含着希望能象“高天原”的光普照世界一样将以光为本的奥林巴斯光学器械产品推广到世界的美好愿望。

在光学关联产品成为了公司主力产品的1942年,公司名称

变更为“高千穗光学工业株式会社”。1949年,为了提高企业形象,将公司名称变更为“奥林巴斯光学工业株式会社”。

之后,为了使企业品牌更加充满活力,2003年,奥林巴斯将已在世界上广为人知的品牌名称“奥林巴斯”与公司名称统一,将公司名称变更为“奥林巴斯株式会社”。

近年,奥林巴斯将融合了光学和最新的数字技术的

“Opto-Digital Technology(光学数字技术)”作为Core Competence(其他公司所不能模仿的核心技术),正在为成为世界一流企业,为最大限度地创造企业价值而不断地进行着努力。

1921年2月,“奥林巴斯”作为品牌名称开始被使用。

此标识原本是使用在显微镜等产品上的标识。之后,在照相机的商品目录和广告中也使用了此标识。直到现在,“OLYMPUS TOKYO”这个商标仍然被继续使用着。 公司所生产的最早的显微镜是“旭号”显微镜。

“旭号”显微镜于1920年3月开始销售。它是由奥林巴斯的前身——株式会社高千穗制作所制作的。

开始销售时,该显微镜的价格为125日元,大约相当于现在的125万日元。可以说该显微镜在当时有着工业产品所应有的名副其实的价值。另外,“旭号”显微镜还是奥林巴斯产品中唯一使用了用于制作大炮炮身的金属——“炮金”(铜和锡的合金,为青铜的一种)的产品。

1927年开始销售的“生物显微镜昭和号GK”和1946年开始销售的“生物显微镜GK”。

20年代,奥林巴斯生产了具有1000倍以上倍率的油浸液式(是指通过在标本与物镜之间装满油液,来对标本进行观察的透镜种类)生物显微镜,名为“平和号”。但遗憾的是,该生物显微镜与德国等日本国外的产品相比,并不可称之为高质量产品。而当时,外国产品虽然质量好,但价格昂贵,对一般的研究者或医师来说购买这些外国产品并不是一件容易的事。

“希望奥林巴斯能制造出不但实用,而且价格便宜的高质量油浸液式显微镜”——提出这项要求的正是从事显微镜销售的岩崎显微镜公司(现在的Iwaken Co.,Ltd)首任社长岩崎清吉。为满足这项要求,奥林巴斯在岩崎显微镜的协助下开发出了“昭和号”显微镜。

昭和号GK不仅达到了当时日本国产显微镜的最高峰,还成为了支撑奥林巴斯的显微镜事业的代表机种之一。

由于第二次世界大战的爆发,昭和号显微镜的生产曾一时停止,1946年7月又以“生物显微镜GK”这一新的商品名称重新开始了生产。自此,GK系列直到1972年为止持续畅销

46年,成为了“超长期畅销产品”

“精华号GE”的生产是从1928年开始的。生产开始后的第二年,“精华号GE”在“大礼纪念国产振兴东京博览会”上展出,荣获“优良国产奖”,并且,被敬献给昭和天皇。

被誉为技术结晶的“精华号GE”,是当时最高级的研究用显微镜,它在100倍物镜上使用了油浸液系统。

照片上所展示的显微镜是曾经受到昭和天皇爱用的“精华号GE”。它是在1951年,天皇购买了新的显微镜后,由天皇赠还给奥林巴斯的。

2、尼康公司(NIKON)

1988年4月正式定名为Nikon尼康公司,尼康公司在影像领域非常著名

尼康公司作为近代日本第一家光学器材厂家于 1917 年成立,原名为日本光学工业股份有限公司,主要为日本国防部生产军用光学仪器,同时也生产照相机和摄影镜头。

出资方是三菱造船。日本当时组备海军,希望光学照准装置制品实现国产化。所以让三菱召集了日本顶尖的光学关联企业,合并重组后就形成了全名为日本光学工业株式会社的尼康。其主要制品为军用侧距仪、望远镜、高射跑瞄准系统等。一战结束后,由于军需品需要的锐减,尼康为了生存,于是转向民用望远镜,显微镜,天体望远镜等民用品的生产制造。

1921 年尼康曾打算和德国的卡尔蔡斯联营„„未果。遂从卡尔蔡斯招聘了八名技术人,开始真正导入光学技术的研

究。在德国技术人员的帮助下,尼康完成了用于航拍的大型镜头,又以此镜头为原型加以改良,制造出各种普通摄影镜头。

后来尼康不断推出照相机,在世界影响领域创造了持久的辉煌,除了在照相机领域外,尼康在显微镜领域也占有重要地位,更值得尼康引以自豪的是其在光刻机领域.

1976 年,尼康开始进行半导体刻制机的开发。1978 年尼康的第一台半导体刻写系统 SR-1 开发完成。2003 年其半导体刻写机的市场占有率是世界第一。摄影圈里戏称有钱可以买哈博,哈博在天上,而且只有一台。除去这种天文级别的东西,地面上最精密昂贵的透镜系统,就是刻写机里的透镜系统了,其价格以数亿日元计数。尼康公司的另一段历史由此开始,在研究尼康股票的时候会发现,半导体产业的景气与否,往往影响其股票走势。这是因为在这方面的产值占尼康整体产值的近百分之三十。而其投入精机开发的费用更达到全体投入费用的百分之四十多,而相机生产方面只占百分之三十左右。——2002年数据.

在显微镜制造方面尼康公司也取得骄人的成绩,特别是今年推出的新系列正立显微镜50I/55I,80I,90I,活细胞工作站

TE2000-PFS,以及共聚焦显微镜C1si,都取得相当不俗的销售业绩.我们期待尼康有更好的产品推出.

3、蔡司公司

公司由卡尔.蔡司先生于1846年创建于德国耶拿。公司一开始是一间精密机械和光学仪器车间。即使在 早期本公司生意兴隆,而且持续了很久。随着Ernst Abbe(阿贝)的杰出科学成果的应用,本公司逐渐成为全球光学设备仪器领域的领导人。这段成功的经历历时了整整一个世纪。随着第二次世界大战的结束,随着 德国被强制性分离,蔡斯公司也被一分为二:一半在西德,一半在东德。随着1989/1990年东德政治形势的转变,二家竞争对手于1990年合并成一家公司。 初期

1846 Carl Zeiss在德国耶拿建立一个精密机械及光学仪器车间。

1847 开始生产显微镜 1866 Ernst Abbe与 Carl Zeiss 开

始合

1872 Abbe(阿贝)公司的显微镜成像理论导致显微镜革命性完善。

1884 Otto Schott(肖特), Ernst Abbe, Carl Zeiss 和 Roderich Zeiss 共同创立了“耶拿玻璃作业合作公司” 1889 Ernst Abbe 创立Carl Zeiss 基金会 (Carl Zeiss 基金会)

1891 Ernst Abbe 授权 Carl Zeiss 基金会为Zeiss工厂的唯一所有人。

德国分离时期

1945 耶拿 (Jena) 工厂一部分在战争中被毁;美国军队带走126名管理人员及科学家并把他们送到美国军事占领区。 1946 光学工程公司,即而又改名为卡尔.蔡司 (Carl Zeiss),继续经营西部的主要企业

1948 属于耶拿 Carl Zeiss 基金会的 Zeiss 和 Schott 工厂被没收;Zeiss 工厂成了国营企业,名为:耶拿 VEB Carl Zeiss

1949 巴登.符腾堡 (Baden-Wuerttemberg) 州政府将海登海姆 (Heidenheim) 作为 Carl Zeiss 基金会的法定地址。由于德国的政治性分割,使耶拿与奥伯科亨的工厂以各自的方法经营。

1965 耶拿 VEB Carl Zeiss 成了民主德国精密机械及光学

工业的主导企业;耶拿 VEB Carl Zeiss开始成为企业集团。 1971 伦敦协议的签署。该协议规定了Zeiss作为名称和商标的使用权问题。

德国统一时期

1990 民主德国的政治转变,导致 Zeiss东西部企业的关系发生了变化。Biebelried 的企业声称他们准备并入Carl Zeiss 基金会。

1991 负责东德工业企业私有化的信托集团

(Treuhandanstalt)Baden-Wuerttemberg 和 Thuringia、Jenoptik 有限公司、Carl Zeiss、 Jenaer 玻璃有限公司和 Schott 玻璃厂签署了一份基本协议,协议规定Carl Zeiss 基金会地址将确定在耶拿 (Jena) 和海登海姆 (Heidenheim)。

1995 Carl Zeiss 奥伯科亨公司收购 Jenoptik 有限公司(图林根州公司)所持的耶拿Carl Zeiss有限公司的股份。 1996 Carl Zeiss 公司150周年

1998 卡尔。蔡司是一家世界领先的光学仪器制造企业,它在显微技术和工业测量技术、用于微蕊片制造的高性能透镜、外科显微技术以及眼科诊断和治疗系统等方面处于领先地位。

2000 卡尔.蔡司集团突破了 26 个领域,将其业务重点集中在四个增长市场:半导体工艺和微电子、生命科学、眼睛保护和工业测量技术。

4、徕卡公司

1849年,23岁的德国数学家卡尔•开尔纳(Carl Kellner)在威兹拉(Wetzlar)成立了光学公司,从此开始了镜头与显微镜的研究。

1865年,厄恩斯特•徕兹(Ernst Leitz),一位严谨的机械工匠,加入了公司并成为公司的合伙人

1869年,厄恩斯特•徕兹接管了公司开始独立经营,并以他的名字“Leitz”命名公司。1925年,徕兹公司推出世界上第一部35毫米相机----Leica A。

现在的LEICA 集团公司是由徕兹(LEITZ)、威特(WILD)、

卫永(REICHER-JUNG)、博士伦(BAUSH & LOMB)、剑桥(CAMBRIDGE)及柯思(KERN)先后合并而成,下属徕卡相机公司、徕卡显微镜系统公司和徕卡测量系统公司,总部设在瑞士。

以上四家公司几乎垄断了世界高端光学显微镜市场,其产品各自拥有自己的独特技术。如果想给这四个公司做一个排名,当然是仁者见仁,智者见智,不会有统一的意见,但小编认为排名并不重要,重要的是这四家公司为世界显微镜的发展作出了巨大贡献。希望他们能在将来能作出更好的成绩,也更希望有中国的显微镜制造商能加入这个显微镜强者行列。

范文三:电子显微镜 投稿:顾璾璿

电子微显常用镜有透的射镜电(ranstmsiisonleetronmicrcoscpo,TEe)M扫和电子描显微镜(csnnanigeletconmricorcsoepSE,)。M与镜光比相镜用电子束电代了替见光可用,磁透电镜代了光替学透并镜用荧光使屏将眼肉可见电不子成像。束光与相镜电比用镜子束电代替可见了光用,磁透电镜替了光学透代并使镜荧用光将屏眼不肉可见电束子像成

。电

显子微镜简称,镜电是根据,电光子学原,用理电束子电和子透代替镜光和束光透镜,学使物质细微结构在非常的高放大的倍数成下像的器。 仪

电子显

镜微由筒、真镜空装和置源柜三电分部成。组   筒主镜有要子电源电子透镜、、品样、架光屏和探测器等荧部件,些这件部通是自常而上下装配成地个一柱。 体 电子透 镜用聚来焦子,电是电显微子镜镜中最重要的部件筒。般一使的用是磁透镜有时也有,使静电用镜透的它用一个。称对于镜筒轴的空间电线或场磁使电场子轨向迹线弯曲轴形聚焦,成其用作与学显光微中镜的学透光(镜凸透)使光束聚焦的作用镜是样的一,所称为电以子透镜光学透镜的。焦点固定是的,电子透镜而的点焦以被可调,节此因电显微子不镜象学光显微镜样有那以移可动透的系镜。现统代电子显镜大多微用电磁采透,由很镜稳的定流直励磁电通过流极靴带的线产圈的生强场使电磁子聚焦 。子电微显 镜

子电源一个释是自放电由的阴子极栅极,一个环,加状速电的子极阳成构的。极和阴阳之极的电压间必差须常高,一般非在数伏千3百万到之伏间它。能射发形并速度均成的匀子电束所,加速以压的稳定度要求电低不于万分之一。  样 可以品稳定地在放样架上品。此往往还有外以可用改来变样(如品动、移转、动热加、温降拉、长等的)置装。   探测用来器收集子电信号的次或信号级 。  空真置装以用障显保镜内微真的状空态这,样电在其路径上不子会吸被收偏向或由,械真机泵空扩、泵和真散空门等构阀,成通并过抽管道与镜筒相气接。联  电源柜 高由发压生器励磁电、流流器稳和各调节种制单控组元

成 电

显子微镜观图 测电子

微镜显结构按用途可分和透为式射电显微镜子扫、式描子电显微镜反、射电式子显镜和微发式射电子显镜微。透等射式子显电微镜用常于观那察用些普通显微镜不所分能辨细的微质结构;物扫描电子显式微主要镜用观于固体表察面的形,貌也能与射X线衍仪或射电子能仪相谱合结,构电子微探成,用于针质成分分物析;射发电式显子镜用微自于射发电表子的研究面

。射透电显微子

镜 (T ETrMnsmaisson iEectronl Micoscory,亦p投射式电称显子

微镜因)电束穿子透样品,后用电子透再镜成像大而放得。名它的路与光学显光微相镜,可以直接获得仿一个本的样影。投过改变通物的透镜系统人镜可们以接直大放物的镜点焦的像。此由们可人获以得子电衍像。使射用个像这可以分样本析晶的体结。构这种在子电微镜中,显像图细的对节比是由样度的品子对原子电的散射形束的成由于。电子需穿过要样本,此因本样必非须常。组成样本薄原的的子原子、量加速电子电的和压希所获望得分辨率决定的本的厚样度样本。的厚度可从以数米纳数到微米不。等子量原越、高压越低,样本就必电越须薄样品较。或密度薄较低部的,分子电散射束较少这样,有就多的较子电过物镜通光栏,与成参像在图像中显,得亮较反之。样,中品较或厚较的部分,密在图中则像得较显暗。果样品太厚如过密,或像则的对度比会就恶,化甚会因至吸电子收束的能而被量伤或破坏。损   透式电射子微镜镜显的顶筒是部电枪,子电由钨子丝阴热极射发出通过第一,第二、个两光镜使聚电子束聚焦电子束通过样。品由物镜后像成中于间上镜再,通过间中镜和影镜逐级放投大,成像荧于光或照屏相干版。中间镜上主要通对励磁过电的流节,调放倍数大从几可十连续地倍化变几到十倍万改;变中间的镜距,焦即可在同样品的一微小部上得到位电显微像子电和衍子图像。射了为能研究厚较金的属切样品,片国法洛杜电斯光子学实验室制出加速电研压350为千0的伏高超电压显子镜。微  在能量过滤 过式透电子显微(镜Enegyr Fiterel draTsmnsiisn oEectrlon icMosrocy,EFpTEM中人)们测量子通电样本过的时度改变速由。可此推以出测本样化的学成,组如比学化元在样素本的内分。布    电子 微显镜3图

描电子扫显微 镜

  SEM(Scan nign eeclron tmcrisocop)的e电子束不穿过品样仅以电,束尽子量焦在样聚的一本块小地,方然后一一行地扫描样行本入。的射子导电致本样表被面发激次出电级子显微镜。观察的这是每个点散射出些来的子,放在样品旁的电烁闪体接晶收些这次电子级通,过放后大调制显像的管电束强度子,从而变显改管像光荧上屏亮的度显像管的偏转。圈线与样品面上表的子电保持束步同描,这样扫显管像的荧屏光就示显出品表样面的貌形像,这图与工业视机的电工原理作相似类由。这于的显样微中镜子不必电透射本,因样此其电加速的子压不电必常非。  高 扫描式子显微电镜的分率主辨决要定样品于面上表子束的电直。径大倍放是数像管显上描幅扫度样品与扫描幅度上比之可,几十从倍续地连化到几十万倍变扫。式

描电子显微不需镜很薄的样要品图;像很有的强体立感能;利用子电束与质相物作用而互产的生次级电子、收电子吸和射线X等信分析息质成物分 。  扫描电子式微镜的电显子枪聚光和镜与射透电式子微镜的大致显同相但,为是使了子束更细,电在聚镜下光又增了物加和镜像散消,在器物镜内还装有两组互相部垂的扫描直线圈物。镜面的下品室内样装可有移以、动转和动斜倾样品台的。  场发射扫描 子显电微(镜ESEFM)一是比较简单的扫种电描显微镜子,观它察样上本因电场导强致的发场所散射发出来电子的 。 假如 察观的是过透本的样扫电子的话描那,这么种显微镜被为扫称透描电射子显镜微Sc(annig TransnmsisoniEl ctroenM icrsoopy,ScTME)。

透 射式子电显微常用镜于察观那用些通显微普所不能镜辨的细微分质物结构;扫描电式子微镜显主用于要察固体表面的观貌,形也与X射能线射衍或仪子能电谱仪相结合构成,子电微探针用于,质成分物析分发射式;子电显微镜用于自发电射子表面研的。究

1

.透射电技镜术    透电射镜是电以束透子样品经过过焦聚放与后所产生的大像物,射投到光屏荧上或照相片底进上观行。透察射镜的分电辨率为0.10~.2nm,放大倍为数几万几~万倍十由于电子。易射或散被体物收,故吸穿透力低必须,备制薄更超的切薄片(常通50~为10n0m。)其制备程过石蜡切与相片,但要似极求格。严要机体在亡死后的数分钟钓取材组织块,小要(立方1毫米内以,)用常二戊和饿酸进行双醛固定树重包埋脂,用特制的超薄片切机ultrami(corote)m成超薄切片切再经,酸铀和醋柠檬酸等进行电铅染子色。电子束投到样品射时可随,组构成织分的成度不密而发生同应的相电发射子,电子束如投射到质大量结的时,构子被电散射多的因,投此射到光荧屏上的子少电呈暗而像,电照片子上呈黑则,色电子称密度高(elctrenodnees)。反之,则为称子电密度(e低ectlonrlcenu)。t   。2扫描镜电术 扫描电技镜是用极的电细子束在品表面扫样,描将产生的次二子用特制的探电测器集收形成,电号运信送到像显,在管荧屏光上显物示体。(细胞、织)组表面立的体构,可摄像成照制。片  扫描 电样镜用品二戊和饿酸等固醛,经定脱和水临界干燥点后,再样品表面於镀喷层金薄,膜增加以二电波子数。

描扫电镜能察较观的组大织面表结,构於由的景深它,1长m左右m凹的凸不平能面清所像,成故样品放图富有立像感。

与学光显微 镜性能比  较   分辨能

是电子显力镜微重要指标,电子显微的的镜辨能分力以它能分所辨相邻的

两点最的间距小来示,它与表过透品样电的子入束锥角和波射有关。长见光的波长约为3可0~7000米,而电子束纳波的长加与电速有关。压据波粒二象性原理依高速,电的的波子比长见可光波的长,短而微显的分辨镜率其受用使波长的限的制,此电因显微镜子的辨分(率0约.2米纳远)于光高学显镜微分辨的率(约200纳米)当加。电压为速0~5100千时伏,电子束波约为0长.0053~0.0370纳米由于电子束的。长波远远小于见光的波长,所可以即使电束子的锥角为仅学光微镜显的1%,电子显微镜的辨分领仍本远远于光学显微优镜。光显微镜学最大放大倍的率约为020倍0而,现电子代微镜最大放显倍率大过30超万倍0所,通过电子显微以就镜直能接察到某观重金属些的子原和体晶排列整中的齐原点子阵。子显微电镜分辨本领的已远胜虽光学于微显,但电镜显子镜微因需在真条空件下工作所,很难观以活的察生物而,电子且束照的射会也使生样物品到受辐照损伤其他。的题,问电子如亮度和电子透枪质镜的量提等问题也高待继有续究研。

范文四:电子显微镜 投稿:邱宫宬

电子显镜科微技词名义定 中

名文:称子电显镜微英文名称:el ectron mcirsoopce其 他名:称电 镜义1:定电子按学原光理用电子使样束成品的显像微。镜所属学科:机 械程(工一学科级);学仪光器(二学科);级电光子仪器学-电子微镜(显级三学) 科义定2一类:电用子为束光,显示标本源微超构的显结镜。分微为透射电显子镜微扫描电和子微显镜。等所 属科:细学胞生物学一(学级);细科生物胞学技术二(学科级 本内容)由国科学技全名术审词委员会定审定公布

描电式镜子显微镜电用常的透有射镜电t(ranmssiisnelocternmiocroscpe,ToME和)扫电子描显微(sc镜nnangielcternoimrcscopo,SeM)E。光与镜相比镜用电电子代替束可了见光用电磁透,镜替了代光透镜并学用荧光使将屏眼肉可不见电束成子。与像镜光比相镜用电子束代替电了见可,用光电透磁代替了光学透镜并镜使用光屏荧将肉不眼可见电子成像。束

目录

组 成

种类 概述

射电子透微显镜

描扫电显子微 镜用途

历史

成原像

样本理处理

优点缺 与光学

显镜微定义

组 成

种类概 述

射透子电显镜微 扫

电描子微显镜

途 用历

成 原理 像样本处

优缺点

与 学光显微展开镜

    电子微显 镜

电子微显镜,称简电镜,根据电子是学原光,理用电子和电束子镜代透替束和光光学镜透,使质的物细结构在微常高的非大放数下倍像的成仪。

器编辑本段组成

  电子 微显由镜筒镜、真装空和电源柜置部分三成。组   镜主筒有电子源要、子透镜、电样架品荧光、屏和测探器部件等这些部,件通是自常而上下装地配一成个体。柱   子透电 用镜来聚电焦,是电子显子微镜镜筒最重中的部件要。般一使用的磁是镜,有透也时使有静用透镜的。电它用个一对于称筒轴线的镜间电空场磁或使电子轨迹场轴线弯向形曲成焦,聚作用其光学显与镜微中光的学透镜(透凸镜)使束光焦的作聚用一是的,样以所为称子电镜透光学透镜。的点焦是固定,而的子透镜电的点可以被调焦,节因电子此微镜显象光不显微学那镜样可有以移的透动系统。 镜现代电子显微大多采用电镜透磁镜,很由定稳直的励流电流磁通带极靴的线过圈生产强磁的使场电聚子。 焦 子显微镜电

电子 是一个释放自源由子电的极,阴栅极一,个状环加速子的阳极电成构的阴极和阳极。间之的压电差须必常高,一非在数般千到伏百3万之间。伏它能射发形并成度速均的电子匀,所束加以电速压的稳定要求不度低于分之一。万  样 品 架品样以可稳地放定在样架品上此。外往还往有可用以来改变样(品如动、移动转

、加热、降温拉、长)等的置。装  探测  器来用收集电的子信或次号信号级 。  真空置装用 以障显保微内镜的空真状,这态样子电在其路上不会径被收或吸向偏,机械由空真、泵扩泵散真空和门等构阀成,并过抽气通管道镜与筒联接相  。电源 柜 高压发由器生、磁励电稳流流和各器调种控节制单元组成 。

述   电

子显镜按结微和构途可分用为射式电子显微透、镜描扫式电显子微、反镜式射电显微镜和发子射电式子微显等镜透。射式电子显微常用于镜察观那些用通显普微镜所能不辨的细微物质结构;扫描分电式子微显镜主用于要观察体固面表的貌形,也与能 射线衍射X或电仪子谱仪能相合结,构成子电微探针用,物于成分质析分发射;电式显子镜用于微自射发子表面电研究。的

透射电 子显镜

微 (TEMTr namsssioi nleEctrn oiMrcocspyo,亦称投式电子射微显)镜因电子束透样穿品后,用再电透子成像放大而得名镜。的光路与它光显学镜微仿,相可以接直得一个获本的样投影 。通改变过镜物透的系统人们镜以可直放接物大镜焦点的的像由此人。可们以得获电衍子像。使射用个这可像分析样以本晶的结体。构这在电子种微显中镜,像细节图的比对度是由样品的子原电子束的对散形成的射。由于子需电穿过要本样因,样此必本非常薄须组成。本的样原的原子量子、速电子加电压的所希和望得的分辨率获定样本的决度。厚本的样度可厚以数纳米到从数微米等。原子不越量、高压越电低样,本就须越薄。样必较品薄或度密较的部低,分子束散电较少射,样就有这多较电子的过通镜光物栏参,与像成在图像,中得较显亮反。,之品样中较或较密厚部分的,图在中像则得较暗。显果如品样太或过厚密,像则对比的就度会恶,化至会因甚收电子束吸的能而量损被或伤破。 坏  射透式子电显微镜镜的筒顶是部电子枪,子电由丝钨热极发阴射、出过通第,第二一两聚个光镜电使子聚束。电焦束子通样品后由物镜过像成中于镜上,再通过间间镜和投影中镜级逐大放成像,于荧光或屏照干相版。上间中镜主要通过励对电流的磁调节,大倍数放可从几十倍续地变化连几到万十;改变中间镜的倍距焦即可,同一在品的样微部位小得上电到子显像微和子电射图像。为了衍研能究较厚金的切片样品,法属国洛杜斯子电学实光室研制出加速验压电为305千0伏超高的压子电显微。   在能镜量滤透过过式子电显微镜(nEreyg Fitelrd eTarnsimssin Eoelctro MncirsoopycE,FET)M中们人量测电子过通本样时速度改的。由变此以可推出样测本的化组成学比如,化元素在学样内本

的分布。     子显微镜电图

3扫电子描显镜微   

(EMS Sacnnignel ector nimcoscopr)e电的子不束穿样过品仅,电以束尽子量聚焦样在的一本小地方,然后块一一行地行扫样描本入射的电子导。致本样面被激表出次发电子。显级微镜察的观这些每是个散射点出来的电子,在样放品的闪旁烁体晶接这收些级次子,通过放电大调后显制像管的子电束度强从而改,显变像管荧屏光的亮度。上像显的管偏线转与样品表面上圈的子电保束同持扫步,这描样显管像荧光的就显屏示出样表面的品貌形图,像这与工电视业机工作原的相类似理由。这于样的微显中电镜不必透射子样,本此其电子加因速电压的必非不高。常   描式电扫显子镜微的分辨主要率决于样品定面上电表子的束直。放大倍径是数显像上管描扫幅与样度品上扫幅描之度,比可从十几倍续地连化变几到十倍。万扫描电式子显微镜不需很要薄的样;品图像很强有立体的感能利;电用束与物质相子互作而用产的次级电子、吸收电子生和 X线射等信分息物质析分。成  扫描 式子显电微的镜子枪和聚电镜光与射透式子显电镜的大微致相,同但是了使电子束更细,为聚光在下又镜增加物了镜消像散和器,物镜内在还部装两有互相组直垂扫的描线圈物镜下面。样的室内装品可以有移、动动和倾斜的转品样。  台场发 扫射电子显描微(FESEM)是一种比较镜简单的描电子扫微镜显它,观察本样因上强场导致电场的射所发散发来的出子电。  假 观察的如透是样本的扫过描电子的,话么这种显那微镜被为称描扫透射电显微子(镜cSnanin gTansmrssion ElicerotnM croscopy,SiET)。M 编辑

本用段途

   透式射电子微显镜用于观察常那些用通显微普镜所不分辨的能微物细结质构扫;式电描显微镜子主要用观察于体固表面的形,貌也与 X射线衍射仪或能电能谱仪相子结,合成构子电探针微,用于物质成分析;发射式电分子显微镜用于自发电子射表面研究。的

编 辑本段历史

  1926汉年斯布·研什制第一了个力磁电子镜。1透319年厄斯恩·特卢卡和斯克马·斯诺尔克研制了一第透台视电显子镜。展微示这台微镜时显使用的不是透还的视本样,是而个一金格属198。6年斯卢为卡获此诺贝尔得理学奖。193物8他年西在门公子研司制第了一台商业电子微显镜。1934年 锇被提酸用来加强议像的对图度。比1937第年一扫描台射电子透显微镜推。 出子显电镜微 一

开研始电制显子微最镜要主目的的显是示光学在微显镜中无法分的病原辨如病体等。1毒994可投射年金属的片出现薄材后料学对子显电微镜兴的趣增。 大 1 69年代投射0电子显微

镜的加电速压来越越高透来视越越来厚物质。的个这时电子显期镜微到达了可以分辨子原的能力 。  9810代年们能够使人扫描电用子显微观镜察湿本。样9910年中电代越脑越来地多来分析用电子显镜微的像,同时图用使电脑也以控制越来越复杂的透镜可系统同时电子显,微镜操的作越越来简单。

编本辑成像原段理   1

透射.电技术透镜电镜技术射      射电透镜以是子电束过样透品经聚焦过与大放后所生的物像,投产到射荧光上或屏相照底上进片行观察透射电。镜是以子束电透样品过经过焦聚放与后所产生大物像的,射到投荧光屏或上相照底上片进观行察。透射电镜的分辨为率01~.0.2m,n放大倍为数几~几十万倍万。透射镜电的辨分为0率.~01.2n,放m倍大为数几万~十几万倍由於电子易。散或射物体被吸收,穿故透低力,须制必备薄更超的薄切( 电子片微显 镜

常为通50~100m)n由。电子易于散射被或物体吸收,穿故力低,透须必备更薄制的超薄切片(通为常50~010nm。)制备过其与程石蜡片相似切但,要求极严格其。制备程过与蜡石片相似,切但要极严求。格要机在体亡后死的分数钟钓材取组,织要小块(1立方米毫以内,)常戊二醛和饿用酸行进重固双树定包埋,用脂制的超薄切特片机(lutarmicrtoome切成)薄超片切再经醋,铀和酸檬酸柠等铅行进子染色。电要在体机死亡后的分数钟钓取材组,块织小(要1立方毫以米内,)常戊用二醛和酸饿行双重固定进脂树包,用埋特的制薄超片切机ul(tarmirotcoem切成)超薄片,切经再酸醋和铀檬柠酸铅等进行子电色染。电束投射到样子时,品可组织随成构分的密成不同而度生相应发的电发射,子如子电投射到质束量的大结时,构子被散电射多的,此因射到投荧屏光的电上子少而呈暗,电子照片像则上呈色。电黑束子射投样品时,可随到组织成构分的密成度不同而生发相的电应发子射如,子束投电到质射大的量构结,时子被散射电多的,因此投射到荧屏光上的子电少而呈暗像电子照片上,呈黑色。称则电密度子高(lectreonedne)。称s子电密度高e(elcrtndoesn)。e反,则之称电子密为度(e低lcetonrluecnt)反之,则。为电称密子度(el低ctroelnucnet。   2。扫)电描镜扫描电术术   镜描电扫镜用极是细的子电束样品在表扫描,面将生产的二次子电用制特的探器测集收形成电信,运号送显像管,到荧光在屏显上物体示扫。电镜是用描细的极电子在样束品表扫描面将产生,二的次电用特制子的测探收集,形器电成号运送到显信管,像荧光在上显屏示体。物细(胞组、织)表面立体的构像可,摄成制片照(。

细胞、织)表组的面体立构,像可摄成制照片。  扫描电镜样 用戊二品醛饿酸等固定和经脱水,临和界点干后燥,再於样表品喷面镀层薄膜,以增加金二波子电数。扫电描样镜用戊二醛和饿品等固定酸,经水脱和临点界燥干,后再样于表面喷镀品薄 电 子微显下的纤镜 维层金膜,以增加二波电

子数扫。电镜描观察能大的组织表较结构,面於它由的景深,长mm1左的右凹不平凸面清能所成像,故放样图品富像有体感立扫描。电镜观能察大的组织表较面结,由构它的景于长深1,mm右的左凸凹不平能清面成所像,故放品图像样有立富感。

体辑编段样本处本理  

 在用使透视子电微显镜观察物生品前样品必须被样先处预理随。同不研要求的需要科究家使用不学同的处方法。   理固:定为尽量保存了本样原的样使戊用二醛硬来样本和使用化锇来酸色脂肪染。   冷定:将样固本在液放态的烷中速冻乙,样水不这结会晶而,形成非晶的冰 体 子电显镜微下病的毒

。样保存这样的品坏损较小比但,像图对的度非比常低   脱干。使用乙醇:丙酮来和取水。代  垫 :入样被垫入本后可分割以。  分割: 样将使用金刚石本切刃薄片成。   染:色的原重如铅子铀比或的轻子散原电子的射能高,因力可被此来用高对提比度。  使用透视电子显 镜微观金属察前样本被要切非常成薄的薄(片0.约毫米),1后然用电解擦亮继使使续得金属变薄最,在样本后心往中形往一个洞成电子可,在这个以附近洞过穿那里非薄常金属的。无使法用解擦电亮金属的不或导电或导性能不好的电质物如硅一般等先首被机械方式磨用后使用薄子打击离的法方续继加。工为防不导电的样止品扫描电子显在微镜积累中静它电们的表面须覆必盖层一电层导 。

辑编本优缺点

段 在 电子微镜中显本样须在必真中空观,因此察法观无察活样。本在理样本处时可会产生样能本本没有来结构的这,加剧了后此分析像图难度的。于投射电子由微显只能观镜察常非薄样本,而 的电显子镜微

有 能物可表质面的结构物与内部的结质构同。不外此电束子可能通过碰和加热破撞样坏。本   在现的新技术最可在以子电微镜显观察中的样湿和本涂不电导的层本样环(境描电子扫显镜微Envi,ormentnlaS acnningEl ctero niMcoscroep,ESsE)M假。事先如对本的样情况比较清晰的话可则以本上进基行破坏不的察。 观 此 电子显外镜购买和维护微的价都比格较高。

编本辑段光与学显镜

微  能性较 比  电 子显镜 观察

分微能辨力是电显微子镜的重要指,电标子微显的镜分辨力能它所能以分辨的邻相 两

点的最间小距来示,它表透与过品的电样束子入射锥和角波长关有可。见的光波约为3长0~700纳0米,电子而的波长束与加电压速有关依。波据二象性粒原,高速理的子电波长的比可见的波长短,光显而镜的微分率受辨使其用的长的波限,因此制电子微镜的显分率辨(0约.2纳)远米于高光显学微的分镜辨率(20约0纳米。)加速电压当50~1为00伏千时电,子波长束为0约.00530.~0073米纳由。电子束的波于长远远小于见光可波的长,以即所使子束电锥角的仅光学为显镜的微%1电子,微镜显分的本辨领仍远远于光优学显微。光镜学微显镜的最放大大率约为倍0002,倍现而电子显代镜微最放大大倍超过率300倍万所以,通电子显过微就镜直能观接察某些重到属金的子原和体晶中列整排的原齐子点阵电子。微显的分辨镜本领已虽远胜光学显于微,镜但子显微电因镜在需空真条下件作工,以所很观察难活的生,物且电子束而的射也照使会生样物受品辐照到损伤其。他的题,如问电枪亮子度和电透子质镜量的高等问提题有待继续也究研

范文五:电子扫描显微镜 投稿:胡捆捇

扫描电子显微镜

【摘要】扫描电子显微镜是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具,主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。

【关键词】扫描电子显微镜

一、扫描电子显微镜的工作原理

扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要的成像信号。由电子枪发射的能量为5-35keV的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序做栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射(以及其它物理信号),二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集换成电讯号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。

二、扫描电镜的主要结构

1、电子光学系统:电子枪;聚光镜(第一、第二聚光镜和物镜);物镜光阑。

2、扫描系统:扫描信号发生器;扫描放大控制器;扫描偏转线圈。

3、信号探测放大系统:探测二次电子、被散色电子等电子信号。

4、图像显示和记录系统:早期SEM采用显像管、照相机等。数字式SEM采用电脑系统进行图像显示和记录管理。

5、真空系统:真空度高于10-4 Torr。常用机械真空泵、扩散泵、涡轮分子泵。

6、电源系统:高压发生装置、高压油箱。

三、扫描电镜主要指标

1、放大倍数 M=L/I

2、分辨率(本领)

影响分辨本领的主要因素:入射电子束斑的大小,成像信号(二次电子、背散射电子等)。

3、扫描电镜的场深

扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时,可获得清晰图像的深度范围。当一束微细的电子束照射在表面粗糙的试样上时,由于电子束有一定发散度,除了焦平面处,电子束将展宽,场深与放大倍数及孔径光阑有关。

四、主要应用

扫描电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、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、材料断口的分析 扫描电镜的另一个重要特点是景深大,图象富立体感。扫描电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。扫描电镜所显示的断口形貌从深层次,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、事故原因的分析以及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、大视场低放大倍数观察

用扫描电镜观察试样的视场大。在扫描电镜中,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——显像管的荧光屏尺寸。若扫描电镜采用30cm(12英寸)的显像管,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、从高到低倍的连续观察

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、断裂等动态的变化过程。

10、从形貌获得资料

在扫描电镜中,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。现在扫描电镜已广泛用于材料科学(金属材料、非金属材料、纳米材料)、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。

参考文献:

[1]何政恩、高振宏,“SEM/EDS的原理与操作应用之简介”,化工技术119期,页102-115,民92.03。

[2]陈力俊等,“材料电子显微镜学”,全华,页293-303,民96.03。

[3]吴博雄等,“南区奈米巡回仪器说明会手册”,页27-34。

[4]http://www.me.tnu.edu.tw/~me010/thdoc/962/SEM-1.p df。

[5] http://elearning.stut.edu.tw/caster/3/no3/3-2.htm。

[6]http://www.ch.ntu.edu.tw/~rsliu/solidchem/Report/Chapter3_report1.pdf。

范文六:电子显微镜作业 投稿:邱楗楘

电子显微镜

电子显微镜常用的有透射电镜(transmissionelectronmicroscope,TEM)和扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM)。与光镜相比电镜用电子束代替了可见光,用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。与光镜相比电镜用电子束代替了可见光,用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。

定义

电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。 组成

电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组

成。

镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏

和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成

一个柱体。

电子透镜 用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中

最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有时也有使用

静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。 现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。

电子源 是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求低于万分之一。

样品架 样品可以稳定地放在样品架上。此外往往还有可以用来改变样品(如移动、转动、加热、降温、拉长等)的装置。

探测器 用来收集电子的信号或次级信号。

真空装置 用以保障显微镜内的真空状态,这样电子在其路径上不会被吸收或偏向,由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成,并通过抽气管道与镜筒相联接。

电源柜

由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成。 种类

概述

电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子

显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和

发射式电子显微镜等。透射式电子显微镜常用于观

察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;

扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌, 电子显微镜观测图 也能与 X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。

透射电子显微镜

(TEMTransmission Electron Microscopy,亦称投射式电子显微镜)因电子束穿透样品后,再用电子透镜成像放大而得名。它的光路与光学显微镜相仿,可以直接获得一个样本的投影。 通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。在这种电子显微镜中,图像细节的对比度是由样品的原子对电子束的散射形成的。由于电子需要穿过样本,因此样本必须非常薄。组成样本的原子的原子量、加速电子的电压和所希望获得的分辨率决定样本的厚度。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低,样本就必须越薄。样品较薄或密度较低的部分,电子束散射较少,这样就有较多的电子通过物镜光栏,参与成像,在图像中显得较亮。反之,样品中较厚或较密的部分,在图像中则显得较暗。如果样品太厚或过密,则像的对比度就会恶化,甚至会因吸收电子束的能量而被损伤或破坏。

透射式电子显微镜镜筒的顶部是电子枪,电子由钨丝热阴极发射出、通过第一,第二两个聚光镜使电子束聚焦。电子束通过样品后由物镜成像于中间镜上,再通过中间镜和投影镜逐级放大,成像于荧光屏或照相干版上。中间镜主要通过对励磁电流的调节,放大倍数可从几十倍连续地变化到几十万倍;改变中间镜的焦距,即可在同一样品的微小部位上得到电子显微像和电子衍射图像。为了能研究较厚的金属切片样品,法国杜洛斯电子光学实验室研制出加速电压为3500千伏的超高压电子显微镜。 在能量过滤透过式电子显微镜(Energy Filtered Transmission Electron Microscopy,EFTEM)中人们测量电子通过样本时的速度改变。由此可以推测出样本的化学组成,比如化学元素在样本内的分布。

扫描电子显微镜

(SEM Scanning electron microscope)的电子束不穿过样品,仅以电子束尽量聚焦在样本的一小块地方,然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面被激发出次级电子。显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子,放在样品旁的闪烁晶体接收这些次级电子,通过放大后调制显像管的电子束强度,从而改变显像管荧光屏上的亮度。显像管的偏转线圈与样品表面上的电子束保持同步扫描,这样显像管的荧光屏就显示出样品表面的形貌图像,这与工业电视机的工作原理相类似。由于这样的显微镜中电子不必透射样本,因此其电子加速的电压不必非常高。

扫描式电子显微镜的分辨率主要决定于样品表面上电子束的直径。放大倍数是显像管上扫描幅度与样品上扫描幅度之比,可从几十倍连续地变化到几十万倍。扫描式电子显微镜不需要很薄的样品;图像有很强的立体感;能利用电子束与物质相互作用而产生的次级电子、吸收电子和 X射线等信息分析物质成分。

扫描式电子显微镜的电子枪和聚光镜与透射式电子显微镜的大致相同,但是为了使电子束更细,在聚光镜下又增加了物镜和消像散器,在物镜内部还装有两组互相垂直的扫描线圈。物镜下面的样品室内装有可以移动、转动和倾斜的样品台。

场发射扫描电子显微镜(FESEM)是一种比较简单的扫描电子显微镜,它观察样本上因强电场导致的场发射所散发出来的电子。

假如观察的是透过样本的扫描电子的话,那么这种显微镜被称为扫描透射电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscopy,STEM)。 用途

透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与 X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。

历史

1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本,而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。 1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。

一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴

趣大增。

1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。

1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像,同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统,同时电子显微镜的操作越来越简单。

成像原理

1.透射电镜技术透射电镜技术

透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦

与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照

相底片上进行观察。透射电镜是以电子束透过

样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到

荧光屏上或照相底片上进行观察。透射电镜的

分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几

十万倍。透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,

放大倍数为几万~几十万倍。由於电子易散射

或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的

超薄切片(通常为50~100nm)。由于电子易 电子显微镜

散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm)。其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格。其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格。要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机(ultramicrotome)切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色。要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机(ultramicrotome)切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色。电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时,电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像,电子照片上则呈黑色。电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时,电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像,电子照片上则呈黑色。称电子密度高(electrondense)。称电子密度高(electrondense)。反之,则称为电子密度低(electronlucent)。反之,则称为电子密度低(electronlucent)。

2、扫描电镜术扫描电镜术

扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。(细胞、组织)表面的立体构像,可摄制成照片。(细胞、组织)表面的立体构像,可摄制成照片。

扫描电镜样品用戊二醛和饿酸等固定,经

脱水和临界点干燥后,再於样品表面喷镀薄层

金膜,以增加二波电子数。扫描电镜样品用戊

二醛和饿酸等固定,经脱水和临界点干燥后,再

于样品表面喷镀薄层金膜,以增加二波电子数。

扫描电镜能观察较大的组织表面结构,由於它

的景深长,1mm左右的凹凸不平面能清所成像, 电子显微镜下的纤维 故放样品图像富有立体感。扫描电镜能观察较大的组织表面结构,由于它的景深长,1mm左右的凹凸不平面能清所成像,故放样品图像富有立体感。 样本处理

在使用透视电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。

固定:为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。

冷固定:将样本放在液态的乙烷中速冻,这样水不会结晶,而形成非晶体的冰。这样保存的样品损坏比较小,但图像的对比度非常低。 脱干:使用乙醇和丙酮来取代水。

垫入:样本被垫入后可以分割。

分割:将样本使用金刚石刃切成薄片。

染色:重的原子如铅或铀比轻的原子散射电子的能力高,因此可被用来提高对比度。

使用透视电子显微镜观察金属前样本要被切成非常薄的薄片(约0.1毫米),然后使用电解擦亮继续使得金属变薄,最后在样本中心往往形成一个洞,电子可以在这个洞附近穿过那里非常薄的金属。无法使用电解擦亮的金属或不导电或导电性能不好的物质如硅等一般首先被用机械方式磨薄后使用离子打击的方法继续加工。为防止不导电的样品在扫描电子显微镜中积累静电它们的表面必须覆盖一层导电层。

优缺点

在电子显微镜中样本必须在真空中观察,因此无法观察活样本。在处理样本时可能会产生样本本来没有的结构,这加剧了此后分析图像的难度。由于投射电子显微镜只能观察非常薄的样本,而

电子显微镜

有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同。此外电子束可能通过碰撞和加热破坏样本。

现在的最新技术可以在电子显微镜中观察湿的样本和不涂导电层的样本(环境扫描电子显微镜,Environmental Scanning Electron Microscopes,ESEM)。假如事先对样本的情况比较清晰的话则可以基本上进行不破坏的观察。

此外电子显微镜购买和维护的价格都比较高。

与光学显微镜

性能比较

电子显微镜 观察

分辨能力是电子显微镜的重要指标,电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示,它与透过样品的电子束入射锥角和波长有关。可见光的波长约为300~700纳米,而电子束的波长与加速电压有关。依据波粒二象性原理,高速的电子的波长比可见光的波长短,而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制,因此电子显微镜的分辨率(约0.2纳米)远高于光学显微镜的分辨率(约200纳米)。当加速电压为50~100千伏时,电子束波长约为0.0053~0.0037纳米。由于电子束的波长远远小于可见光的波长,所以即使电子束的锥角仅为光学显微镜的1%,电子显微镜的

分辨本领仍远远优于光学显微镜。光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍,而现代电子显微镜最大放大倍率超过300万倍,所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜,但电子显微镜因需在真空条件下工作,所以很难观察活的生物,而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。其他的问题,如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研究。

班级:高分子材料与工程071班

姓名:夏益青

学号:07404300120

范文七:电子显微镜(二) 投稿:潘錂錃

电子显微镜

透射电镜(TEM)

扫描电镜(SEM)

地形学能

Topography:

surface features, texture Æhardnessreflectivity ...构造

Morphology:shape and size of particlesÆstrength reactivity…形貌

Composition:qualitative and quantitative Æmelting point, 组分reactivity, hardness...Crystallographic Information:atoms arrangement Æconductivity,

electrical properties, reactivity, strength晶体结构信息In-situ observation:

原位观察

透射电子显微镜仪

扫描电子显微镜(SEM)

利用扫描电子束从固体试样表面获得放大图像的仪器,称为扫描电子显微镜,简称扫描电镜。

扫描电子显微镜,自1935年由德国科学家诺尔研制成功后,经过长期的发展,已成为人们观察和检测非均匀相有机材料、无机材料及在其微米、亚微米局部范围内表面特征的强有力工具.在科研和生产中,扫描电镜的分析报告对成果的评价占有十分重要的地位.它的设计制造是现代技术的综合,对它的研究和使用,不论在理论上或实践上都是很有意义的。

扫描电子显微镜是用一束精细聚焦的电子照射需要检测的区域并在样品表面做光栅扫描,电子束轰击到样品表面时会产生各种信号,其中包括二次电子、背散射电子、俄歇(Auger)电子、特征X射线和不同能量的光子,然后把所需要的信号加以采集处理,使它们成像.在扫描电镜中,最重要的信号是二次电子,它是指那些从样品中产生的能量小于50eV的电子,来自样品表层,深度在5~10nm范围.它的强度与原子序数无明显关系,而随表面形貌的不同而发生变化.二次电子的发射局限于电子束轰击区附近的体积内,因而可获得相当高分辨率的图像,适用于微观形貌观察.

扫描电子显微镜(SEM)与光学显微镜和激光显微镜相比,具有焦距更深,分辨率更好的特点。但是,得不到象光

学显微镜那样获得的纯自然光泽。

倾斜放大

SEM images of samples obtained in the solution of various weightratio TPAOH(25%) : H2O a) 1 : 1; b) 1 : 2; c) 1 : 4; d) 1 : 10

二、二氧化硅纤维

三、介孔二氧化硅/氧化物

Morphology-

形貌

四、光子晶体

热稳定性好,550C煅烧4小时

TEM / SEM的对比分辨率

能量

成像方式TEM0,1-0,2 nm80-200 keV“直接成像”SEM大块样品的表面结构3-20 nm2-40 keV间接成像”薄样品的内部结构¾¾¾“

TEM

SEM

SEM: Cubic Fm3m

TEM: Cubic Fm3m

SEM与TEM图像的对比

20 nm

SEM

TEM

孔介的性手

O

2Si

Simulated TEMNature 2004,429,281

作业

1. 从电子显微镜可以得到哪些信息?电子探针显分析(EDAX)的基础是什么?

2. 透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)有何不同,对什么样的样品用TEM可以得到有用的信息,又对什么样的样品用SEM可以得到有用的信息?

范文八:电子显微镜基础 投稿:段供侜

电子显微分析 电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号,分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成。

包括:

用透射电子显微镜TEM进行的透射电子显微分析

用扫描电子显微镜SEM进行的扫描电子显微分析

用电子探针仪EPMS进行的X射线显微分析

电子显微分析是材料科学的重要分析方法之一,与其它的形貌、结构和化学组成分析方法相比具有以下特点:

1)具有在极高放大倍率下直接观察试样的形貌、晶体结构和化学成分。

2) 为一种微区分析方法,具有很高的分辨率,成像分辨率达到0.2~0.3nm(TEM),可直接分辨原子,能进行纳米尺度的晶体结构及化学组成分析。

一、电子光学基础

磁场中运动,特别是在电场和磁场中偏转、聚焦和成像规律的一门科学。它与几何光学有很多相似之处:

(1)几何光学是利用透镜使光线聚焦成像,而电子光学则利用电、磁场使电子束聚焦成像,电、磁场起着透镜的作用。

(2)几何光学中,利用旋转对称面作为折射面,而电子光学系统中,是利用旋转对称的电、磁场产生的等位面作为折射面。因此涉及的电子光学主要是研究电子在旋转对称电、磁场中的运动规律。

(3)电子光学可仿照几何光学把电子运动轨迹看成射线,并由此引入一系列的集合光学参数来表征电子透镜对于电子射线的聚焦成像作用。

电镜中,用静电透镜作电子枪,发射电子束;用磁透镜做会聚透镜,起成像和放大作用。静电透镜和磁透镜统称电子透镜

1. 电子在静电场中的运动

电子在静电场中受到电场力的作用将产生加速度。初速度为0的自由电子从零电位到达V电位时,电子的运动速度v为:

(10)当电子的初速度不为零、运动方向与电场力方向不一致时,电场力不仅改变电子运动的能量,而且也改变电子的运动方向。

2、静电透镜

与玻璃的凸透镜可以使光线聚焦成像相似,一定形状的等电位曲面簇 也可以使电子束聚焦成像。产生这种旋转对称等三电位曲面簇的电极装置即为静电透镜。它有二极式和三极式之分。

3、磁透镜 旋转对称的磁场对电子束有聚焦作用,能使电子束聚焦成像。产生这种旋转对称非均匀磁场的线

磁透镜与静电透镜的比较:

磁透镜与静电透镜都可以作会聚透镜,但现代所有的透射电镜除电子光源外都用磁透镜做会聚镜,主要因为:

1)、磁透镜的焦距可以做得很短,获得高的放大倍数和较小的球差;

2)、静电透镜要求过高的电压,使仪器的绝缘问题难以解决。

4、像差包括:球差、色差、像散和畸变。

1)球差是电子显微镜的最主要的像差之一。它往往决定显微镜的分辨本领。

球差是一种几何误差,是镜体的不同部分对电子的有不同的会聚能力引起的。因此从一个物点散射的电子束经过具球差的磁透镜后物象并不会聚一点,而分别会聚于轴向的一定距离上。

2)、玻璃透镜对不同波长的光具有不同的焦距,磁透镜对不同能量的电子也有不同的会聚能力,这正是引起色差的原因。其效果与球差相似,在轴向距离范围内也存在一个最小的色差弥散圆斑。引起能量变化的主要原因为:

电子加速电压不稳定,引起照明电子束能量的波动。

电子与物质相互作用后,电子能量受到损失。

3)、像散是由于透镜磁场不是理想的旋转对称磁场而引起的像差。由于这种像散发生在轴上,因此也称为轴上像散。像散将影响电镜的分辨能力,一般电镜中都有消像散器,可以把像散校正到容许的程度。

5、场深和焦深 场深:所谓场深是指在不影响透镜成像分辨率的前提下,物平面可沿透镜移动的距离

焦深: 所谓焦深是指在不影响透镜成像分辨率的前提下,像平面可沿透镜轴移动的距离。焦深反应了观察屏或照相底板可在像平面上、下沿镜轴移动的距离。

电镜具有场深大、焦深长的特点。

二、电子与固体物质的相互作用

1、电子散射

当一束聚焦电子束沿一定方向射入试样时,在原子库仑电场作用下,入射电子方向改变,称为散射。原子对电子的散射可分为弹性散射和非弹性散射。 在弹性散射过程中,电子只改变方向,而能量基本无损失。在非弹性散射过程中,电子不但改变方向,能量也有不同程度的减少,转变为热、光、X射线和二次电子发射。

2、内层电子激发后的弛豫过程

当内层电子被运动的电子轰击脱离原子后,原子处于高度激发状态,它将跃迁到能量较低的状态,这种过程称为弛豫过程。

它可以是辐射跃迁,即特征X射线;也可以是非辐射跃迁,如俄歇电子发射,这些过程都具特征能量,可用来进行成分分析。

辐射跃迁:以辐射的吸收或发射为特征的跃迁 辐射:辐射指的是能量以电磁波或粒子(如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外扩散。 非辐射跃迁:非辐射跃迁表示原子在不同能级跃迁时并不伴随光子的发射或吸收,而是把多余的能量传给了别的原子或吸收别的原子传给它的能量,所以不存在选择定则的限制。在许多过程中,原子或分子中的电子由较高能级跃迁至低能级并不发出电磁辐射,称作非辐射跃迁。 俄歇电子:是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子

3、各种电子信号!!!!

在电子与固体物质相互作用过程中产生的电子信号,除了二次电子、俄歇电子和特征能量损失电子外,还有背散射电子、透射电子和吸收电子等。

1)背散射电子

背散射电子是被固体样品中的原于反弹回来的一部分入射电子。

弹性背散射:指被样品中原于核反弹回来的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量没有损失。 非弹性背散射: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,能量也不同程度的损失。如果逸出样品表面,就形成非弹性背散射电子。

通过接收电子的探测仪,可探测不同能量的电子数目。 扫描电镜和电子探针中应用背散射电子成像称为背散射电子像。其分辨率较二次电子象低。 可进行微区成分定性分析

2)透射电子

当试样厚度小于入射电子的穿透深度时,电子从另一表面射出,这样的电子称为透射电子。 TEM就是应用透射电子成像的。(SEM利用二次电子成像)

如果试样只有10~20nm的厚度,则透射电子主要由弹性散射电子组成,成像清晰。

如果试样较厚,则透射电子有相当部分是非弹性散射电子,能量低于E0,且是变量,经过磁透镜后,由于色差,影响了成像清晰度。 可进行微区成份定性分析

3)吸收电子

入射电子经过多次非弹性散射后能量损失殆尽,不再产生其它效应,一般被试样吸收。

利用测量吸收电子产生的电流,既可以成像,又可以获得不同元素的定性分布情况,它被广泛用于扫描电镜和电子探针中。

当电子束入射一个多元素的样品表面时,则产生背散射电子较多的部位(原子序数大)其吸收电子的数量就较少。 可进行微区成分定性分析

4)二次电子

二次电子是指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层电子。

二次电子的能量较低,一般都不超过50 ev。大多数二次电子只带有几个电子伏的能量

因此,能非常有效地显示样品的表面形貌。扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。 二次电子产额随原子序数的变化不大,它主要取决与表面形貌。

入射电子与样品核外电子碰撞,使样品表面的核外电子被激发出来的电子,作为SEM的成像信号,代表样品表面的结构特点。

不能进行微区成分分析

5)特征X射线

当样品原子的内层电子被入射电子激发,原子就会处于能量较高的激发状态,此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺,从而使具有特征能量的X射线释放出来。

6)俄歇电子:

如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量不是以X射线的形式释放而是用该能量将核外俄歇电子能量各有特征值,能量很低,一般为50-1500eV.俄歇电子的平均白由程很小(1nm左右). 只有在距离表面层1nm左右范围内(即几个原子层厚度)逸出的俄歇电子才具备特征能量,因此俄歇电子特别适用于表面层的成分分析。

综上所述,高能电子束照射在试样上将产生各种电子及物理信号。利用这些信号可以进行成像、衍射及微区成分分析。

电子显微分析的应用

一、粉末颗粒分析

应用电子显微镜对粉末颗粒的分析主要是通过电镜观察,确定粉末颗粒的外形轮廓、轮廓清晰度、颗粒尺寸大小和厚薄、粒度分布和聚焦或堆叠状态等。

1)用透射电镜TEM进行分析时,可以观察分散在碳加强支持膜上的粉末颗粒试样,也可以用复型法制得的粉末颗粒的表面复型。观察粉末颗粒试样时,还可根据像的衬度(透明程度)来估计粉末颗粒的厚度(质厚衬度)、是空心的还是实心的(像的衬度也就是透明程度,与试样的厚度、空心实心相对应);对有二种以上物相组成的粉末颗粒,可用选区电子衍射逐个颗粒或逐种形态确定晶体物质的物相及晶体取向(衍射衬度);观察粉末颗粒的表面复型则还可了解颗粒表面的细节特征。

(电子衍射是TEM范围~~电子衍射与X射线衍射不同)

(TEM分析得到质厚衬度—厚度、密度的不同,衍射衬度—相的区别,缺陷等)

2)用扫描电镜进行分析时,可观察到粉末颗粒的三维形态和聚焦或堆叠状态,图像及照片的立体感、真实感强。但由于扫描电镜的分辨率比透射电镜低,对细小的颗粒不易得到清晰的图像。

注意:扫描电镜分辨率比透射电镜低!!!!

二、玻璃分相的观察

由一个均匀的液相分离为两个互不混溶的液相区的过程,称为分相。

玻璃和釉玻璃在经历一定的热历史条件下会存在分相结构。

根据玻璃分相理论,玻璃分相存在以下几种结构形态:

(1)从连续相中分离出分散的球形第二相粒子,

(2)在三维空间互相穿插的两连续相;

(3)液相的多次分离,连续相或分散的第二相粒子各自再分离成两个或两个以上的液相,形成更为复杂的结构。

尺度在微米到毫米级的玻璃分相结构,可以用光学显微镜观察;尺度更小的分相结构则必须用电子显微镜进行观察。

透射电子显微镜由于其分辨率高,可以观察几十纳米甚至几个纳米的分相结构。试样可以是薄膜或玻璃碎屑,也可以是复型膜。若用分析型电镜进行观察时,还可以测定分散相和连续相的化学组成(结合电子探针,特征X射线)结构。

三、在陶瓷材料中的应用

无论是结构陶瓷还是功能陶瓷都是结构敏感材料,它们的各项机械、物理性能均直接受到其成分、物相组成及结构状态的控制。电子显微镜具有高的放大倍数、高的分辨率和多种功能,不仅可用于陶瓷材料断面的形貌观察,以了解晶粒大小、形态和结合状态以及晶相、玻璃相和气孔的分布情况,还可进行相界、相变、晶体生长和晶体缺陷等方面的观察分析,因此电子显微分析既适用于陶瓷材料的质量控制和提供改善性能的依据,也是基础理论研究的重要手段。

1、表面及断面分析

图2-1ll为钛酸钡陶瓷电畴结构的透射电镜复型像。不同取向的电畴区受腐蚀时腐蚀程度不同,形成各畴区之间凹凸不平,使电畴结构得到显示。扫描电镜和透射电镜对于各种铁电陶瓷和铁氧体的电畴和磁畴的观察是很有效的。(电畴-铁电体和磁畴-铁磁体)

(铁电体都是压电体,但压电体不一定是铁电体,压电体范围更大一些)

2、晶界及晶界分析 可用微束电子衍射来鉴别晶界区是否存在中间相或玻璃相。

(电子衍射,得到衍射衬度,是基于晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同而形成衬度,因此若形成中间相或玻璃相,则晶体内部各部分满足衍射条件程度不同,得到的像明暗不同,得到衍射衬度)

SEM经常与X射线能谱分析相结合,既观察微观形貌,又能定点分析成分,也可线扫描分析断面处某一元素含量的变化

SEM像及定点能谱成分分析图谱 相结合!!!

范文九:电子显微镜介绍 投稿:孟茤茥

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 (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(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

(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。

21. 在电子显微镜中须考虑到的像差(aberration)包括:衍射像差(diffraction aberration )、球面像差(spherical aberration)、散光像差(astigmatism)及波长散布像差(即

色散像差,chromatic aberration)。

22. 面像差为物镜中主要缺陷,不易校正,因偏离透镜光轴之电子束偏折较大,其成 像点较沿轴电子束成像之高斯成像平面(Gauss image plane)距透镜为近。

23. 散光像差由透镜磁场不对称而来,使电子束在二互相垂直平面之聚焦落在不同点 上。散光像差一般用散光像差补偿器(stigmator)产生与散光像差大小相同、方向相 反的像差校正,目前电子显微镜其聚光镜及物镜各有一组散光像差补偿器。

24. 光圈衍射像差(Aperture diffraction):由于电子束通过小光圈电子束产生衍射

现象,使用大光圈可以改善。

25. 色散像差(Chromatic aberration):因通过透镜电子束能量差异,使得电子束聚

焦后并不在同一点上。

26.电子束和样品作用体积(interaction volume),作用体积约有数个微米(μm)深,

其深度大过宽度而形状类似梨子。此形状乃源于弹性和非弹性碰撞的结果。低原子量 的材料,非弹性碰撞较可能,电子较易穿进材料内部,较少向边侧碰撞,而形成梨子 的颈部,当穿透的电子丧失能量变成较低能量时,弹性碰撞较可能,结果电子行进方 向偏向侧边而形成较大的梨形区域。

27. 在固定电子能量时,作用体积和原子序成反比,乃因弹性碰撞之截面积和原子序

成正比,以致电子较易偏离原来途径而不能深入样品。

28. 电子束能量越大,弹性碰撞截面积越小,电子行走路径倾向直线而可深入样品, 作用体积变大。

29. 电子束和样品的作用有两类,一为弹性碰撞,几乎没有损失能量,另一为非弹性 碰撞,入射电子束会将部份能量传给样品,而产生二次电子、背向散射电子、俄歇电 子、X光、长波电磁放射、电子-空位对等。这些信号可供SEM运用者有二次电子、背 向散射电子、X光、阴极发光、吸收电子及电子束引起电流(EBIC)等。

30. 二次电子(Secondary Electrons):电子束和样品作用,可将传导能带(conduction band)的电子击出,此即为二次电子,其能量约 < 50eV。由于是低能量电子,所以 只有在距离样品表面约50~500?深度范围内所产生之二次电子,才有机会逃离样品表 面而被侦测到。由于二次电子产生的数量,会受到样品表面起伏状况影响,所以二次 电子影像可以观察出样品表面之形貌特征。

31. 背向散射电子(Backscattered Electrons):入射电子与样品子发生弹性碰撞,

而逃离样品表面的高能量电子,其动能等于或略小于入射电子的能量。背向散射电子 产生的数量,会因样品元素种类不同而有差异,样品中平均原子序越高的区域,释放 出来的背向散射电子越多,背向散射电子影像也就越亮,因此背向散射电子影像有时 又称为原子序对比影像。由于背向散射电子产生于距样品表面约5000?的深度范围内 ,由于入射电子进入样品内部较深,电子束已被散射开来,因此背向散射电子影像分 辨率不及二次电子影像。

32. X光:入射电子和样品进行非弹性碰撞可产生连续X光和特征X光,前者系入射电 子减速所放出的连续光谱,形成背景决定最少分析之量,后者系特定能阶间之能量差 ,可藉以分析成分元素。

33. 电子束引致电流(Electron-beam induced Current , EBIC):当一个p-n接面(Junction )经电子束照射后,会产生过多的电子-空位对,这些载子扩散时被p-n接面的电场收 集,外加线路时即会产生电流。

34. 阴极发光(Cathodoluminescence):当电子束产生之电子-空位对再结合时,会放 出各种波长电磁波,此为阴极发光(CL),不同材料发出不同颜色之光。

35. 样品电流(Specimen Current):电子束射到样品上时,一部份产生二次电子及背 向散射电子,另一部份则留在样品里,当样品接地时即产生样品电流。

36. 电子侦测器有两种,一种是闪烁计数器侦测器(Scintillator),常用于侦测能量 较低的二次电子,另一种是固态侦测器(solid state detector),则用于侦测能量较

高的反射电子。

37. 影响电子显微镜影像品质的因素:

A. 电子枪的种类:使用场发射、LaB6或钨丝的电子枪。

B. 电磁透镜的完美度。

C. 电磁透镜的型式: In-lens ,semi in-lens, off-lens

D. 样品室的洁净度: 避免粉尘、水气、油气等污染。

E. 操作条件: 加速电压、工作电流、仪器调整、样品处理、真空度。

F. 环境因素: 振动、磁场、噪音、接地。

38. 如何做好SEM的影像,一般由样品的种类和所要的结果来决定观察条件,调整适 当的加速电压、工作距离 (WD)、适当的样品倾斜,选择适当的侦测器、调整合适的 电子束电流。

39. 一般来说,加速电压提高,电子束波长越短,理论上,只考虑电子束直径的大小 ,加速电压愈大,可得到愈小的聚焦电子束,因而提高分辨率,然而提高加速电压却 有一些不可忽视的缺点:

A. 无法看到样品表面的微细结构。

B. 会出现不寻常的边缘效应。

C. 电荷累积的可能性增高。

D. 样品损伤的可能性增高。

因此适当的加速电压调整,才可获得最清晰的影像。

40. 适当的工作距离的选择,可以得到最好的影像。较短的工作距离,电子讯号接收 较佳,可以得到较高的分辨率,但是景深缩短。较长的工作距离,分辨率较差,但是 影像景深较长,表面起伏较大的样品可得到较均匀清晰的影像。

41. SEM样品若为金属或导电性良好,则表面不需任何处理,可直接观察。若为非导 体,则需镀上一层金属膜或碳膜协助样品导电,膜层应均匀无明显特征,以避免干扰

样品表面。金属膜较碳膜容易镀,适用于SEM影像观察,通常为Au或Au-Pd合金或Pt。 而碳膜较适于X光微区分析,主要是因为碳的原子序低,可以减少X光吸收。

42. SEM样品制备一般原则为:

A. 显露出所欲分析的位置。

B. 表面导电性良好,需能排除电荷。

C. 不得有松动的粉末或碎屑(以避免抽真空时粉末飞扬污染镜柱体)。

D. 需耐热,不得有熔融蒸发的现象。

E. 不能含液状或胶状物质,以免挥发。

F. 非导体表面需镀金(影像观察)或镀碳(成份分析)。

43. 镀导电膜的选择,在放大倍率低于1000倍时,可以镀一层较厚的Au,以提高导电 度。放大倍率低于10000倍时,可以镀一层Au来增加导电度。放大倍率低于100000倍 时,可以镀一层Pt或Au-Pd合金,在超过100000时,以镀一层超薄的Pt或Cr膜较佳。

44. 电子束与样品作用,当内层电子被击出后,外层电子掉入原子内层电子轨道而放 出X光,不同原子序,不同能阶电子所产生的X光各不相同,称为特征X光,分析特征 X光,可分析样品元素成份。

45. 分析特征X光的方式,可分析特征X光的能量分布,称为EDS,或分析特征X光的波 长,称为WDS。X光能谱的分辨率,在EDS中约有100~200eV的分辨率,在WDS中则有5~

10eV的分辨率。由于EDS的分辨率较WDS差,因此在能谱的解析上,较易产生重迭的情 形。

46. 由于电子束与样品作用的作用体积(interaction volume)的关系,特征X光的产

生和作用体积的大小有关,因此在平面的样品中,EDS或WDS的空间分辨率,受限于作 用体积的大小。

范文十:扫描电子显微镜 投稿:蔡硱硲

扫描电子显微镜

中国科学院广州化学研究所分析测试中心

事业部----卿工---131-1331-6131

型号:JSM-5610LV

生产国别厂家:日本电子株式会社

主要技术指标:

高真空模式分辨率:3.0nm;

低真空模式分辨率:4.0nm;

放大倍数: 18X~300,000X

加速电压: 0.5KV-30KV

低真空度:1Pa~270Pa

图像种类:二次电子像、背散射电子像、成分像、拓扑像。

图像输出方式:存盘、打印、照像。

原理及应用:扫描电子显微镜是利用电子枪射出的高能电子束,在试样表面作行帧扫描,激发出各种物理信号,这些信号的强度取决于试样表面特征的扫描电子图像。JSM-5610LV扫描电子显微镜主要用的工具。JSM-5610LV扫描电子显微镜配有低真空系统,对非导电样品可以直接进行观察和分析。在半导体、化工、冶金、矿冶等部门,低真空技术有着突出的作用;对于生物样品,如组织、脂肪、花粉和根茎等,经过特有的简单处理后,也可以直接观察。

X射线显微分析系统(能谱仪)(EDS)作为扫描电镜的附件配置在JSM-5610LV型扫描电镜上使用。 型号:Phoenix

生产国别厂家:美国通用公司(EDAX)

主要技术指标:分辨率:优于129cV;

MK峰背比:20,000:1;

元素探测范围:探测到低至铍(包括铍)的所有元素

主要用途:元素的定性、定量分析、粒度分析、相分布及图像处理,P hoenix能谱仪是具有图像及成分图的能谱分析系统,具有分辨率高和定性、定量准确等特点。

Model: JSM-5610LV

Manufacturer: JEOL Ltd., Japan

Main specifications: Hv Mode Resolution: 3nm

LV Mode Resulution:4nm

Magnification :18X~300,000X

Accelerating voltage :0.5Kv~30kV

Low Vacuum Degree :1~27Pa

Energy Dispersive Spectrometer (EDS)

EDS is used on JSM-5610LV as its accessory

Model: Phoenix

Manufacturer: EDAX, U. S. A

Main Specifications: Resolution:≤127eV

MnK ratio of peak to background: 20,000:1

Element probing range: All elements (expect H. He .Li)

Main applications: Quantitative and qualitative analysis of elements, particle analysis, phase distribution and image handling. Phoenix EDS provides an image and composition graph with a best resolution and high accuracy

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