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扫描电镜（SEM/EDS）
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主题：【第六届原创】低真空牛刀小试之苍蝇（密集恐惧症者慎入）

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x射线仪器发表于：2013/10/08 17:12:02 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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维权声明：本文为mitchell_dyzy原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。
仪器简介

扫描电镜型号：FEI Quanta 250 FEG 场发射环境扫描电镜

Detector：ETD，BSED，LFD，GSED，HT GSED；Low KV cone, X-Ray cone.

附件：EDS，EBSD，制冷台，加热台。

ETD和BSED是较为常见的二次电子探头和背散射电子探头；LFD（Large Field Detector）是低真空探头，别的带低真空功能的SEM也有，我记得Nova Nano SEM 230上叫LVD（Low Vacuum Detector）；GSED（Gaseous Secondary Electron Detector）是环扫专用的探头，独一无二；HT GSED（High Temperature GSED）是热台专用的环扫探头，对光和热信号不敏感。Low KV cone和X-Ray cone是配合LFD用的，分别用来做低电压条件和能谱分析。

虽然介绍了这么多，本次实验用到的只有其中的一小部分。



实验准备

本实验完成于9月26日，当时正值台风“天兔”过境，连续降雨，气温骤降，苍蝇已经很少见。正好碰到一只，萌发奇想，捕来“仔细”瞧瞧。想必是气温太低，苍蝇反应迟钝、动作迟缓，被我轻而易举拿下，装于一次性手套中。



图1 困于一次性手套中的苍蝇

苍蝇是抓到了，可怎么弄死它呢？拍死？不行，要留完尸！闷死？可行，但是估计不要1天也要半天吧，时间太长了，我等不及。于是我想到了淹死它。弄个小烧杯，装些自来水，手套敞口处套在烧杯上，再将指套处的苍蝇弹到杯中。就在这时，意想不到的事情发生了，苍蝇浮在水中，没有被淹！无论是足朝下还是翅膀朝下，苍蝇都能浮在水上，因为六只足可以撑在水上，而翅膀不亲水也可以浮在水上！“谋杀”计划失败！而且差点让它逃掉了，它沿着杯壁爬了出来，翅膀打湿了，想飞却飞不起来，我再一次用手套逮住了它。为了防止它再次逃脱同时要想别的方法置它于死地，我顺手将旁边另一个装了一点无水乙醇的小烧杯拿过来，像刚才那样套上，就在此时，意外又发生了，苍蝇掉在无水乙醇液面上，马上沉下去了！说时迟，那时快，等我反应过来时，苍蝇已经沉底了。我赶紧用镊子把它轻轻地夹起来，放在卫生纸上，可它已经无法动弹了。再一看，它六只足都放在胸腹部，好像在自我防卫呢。真是有心栽花花不开，无意插柳柳成荫！



图2 被淹死的苍蝇

接下来就要把苍蝇固定在导电胶上。本想翅膀面朝上粘上，可足和导电胶的接触面积太小了，不稳定，不一会儿就翻滚下来。只好翅膀朝下，因为不方便用镊子压，所以弄了很久也没固定好，最终只能把翅膀展开，用镊子压了压，粘在导电胶上。虽然粘上了，可我总感觉不牢，怕掉。在处理过程中，苍蝇还是被我给压坏了，尾部挤出了白白的东西……大家有没有更好的办法？



实验过程

将粘了导电胶和样品的样品托放入扫描电镜样品仓，装上了GSED，小心翼翼地关仓门，选择真空模式ESEM，设定真空700Pa，开始抽真空。当真空值达到预设值后，SPOT:4.0，HV:20KV，开Beam，调节亮度和对比度，可竟然是这样的……



图3 GSED初见

开始提到了，苍蝇不会被水淹死，原因之一是翅膀不亲水，本想用环扫在有水分的条件下，看看翅膀上会不会形成微小的水珠，可却忽视GSED上的孔很小，只有大约900微米！GSED的孔之所以这么小，是为了减少样品仓内的水汽通过探头和极靴上到Column和Gun的部分去，影响Column和Gun的真空。对于长约9mm，宽（包括翅膀）约5mm的苍蝇来说，900微米视野太小了，根本看不到全貌啊！低倍下只能看到一部分！没办法，只好Vent，卸下GSED，换LFD了。装LFD时，真空值范围小很多，0~130Pa。

装好LFD，小心翼翼地关仓门，选择真空模式Low Vacuum，设定真空70Pa，开始抽真空。当真空值达到预设值后，初始条件还是SPOT:4.0，HV:20KV，开Beam，调节亮度和对比度，聚焦等等。待图象清晰之后加速电压20KV似乎高了，调到10KV。为了能尽可能完整地拍到全貌，我将Z轴放到了最低位置。后续照片的条件都是LFD，70Pa，10KV，spot4.0。放大倍数和标尺每张图不一样，图上Databar有标明，mag表示放大倍数，标尺如图4所示。



图4 图3Databar中的标尺，白线长度表示实际长度1mm。



图5 全貌。可以清楚地看到，六只足弯曲着放在胸（腹）前。苍蝇周围很多孔洞似的东西是导电胶。
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mitchell_dyzy
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2013/10/8 17:12:32 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


图6 头部。可以看到两只复眼，毛头，口器，触角……



图7 复眼。这恐怕是苍蝇最好看的部位了，外表面好像是一个个六边形拼接起来的，很规则。



图8 头部的大毛。在图6中能够看得见的毛，就是这种大毛了。你问我为什么大毛是卷的？我猜它是天生自然卷，外加人工电子烫吧！



图9 大毛周围的小毛。红花还需绿叶衬，大毛也要小毛陪。这里有很多很多小毛，还有幼小的大毛。注意看大毛和小毛长得不一样哦！大毛是圆锥型的，顶端细，根部粗，而且根部的毛孔很明显哦！不管你怎么想，反正我已经全身发毛起鸡皮疙瘩了！



图10 触角。好像一颗仙人掌。



图11 触角顶端。原来放大之后也是大毛和小毛。
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2013/10/8 17:15:52 Last edit by mitchell_dyzy
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2013/10/8 17:15:30 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


图12 口器。分开的两瓣。



图13 放大的口器。内壁是凹凸不平的，一条一条的延伸到里面看不到的地方。外边缘左右各一列排列整齐的方型细胞，难道是“牙齿”？



图14 足的最前端。看这钩子和吸盘，难怪抓东西抓得紧啊！像不像小丑帽？



图15 足的中部。这狼牙棒一般的腿胳臂，也够吓人的啊！



图16 腹部。腹部是一截一截的，长了很多小毛。这大概就是图3看的那个位置。



图17 尾部。这一截弯弯的乳膏状的东西，就是在处理样品时弄出来的，肉眼看是白白的，唉，被我压出SHI来了。



图18 翅膀。翅膀很薄，看着有一点点透明。是翅膀上的这些毛使得它不亲水的吗？



图19 翅膀的边缘。似乎有点放电。



图20 翅膀中部放大图。



总结

本想试试环扫，结果没弄成，用了回低真空。不过对于我来说，都是第一次。因为是初体验，所以用了固定的参数，没有改变气压，稍微改变了加速电压，5KV太朦胧不清楚。整个过程一直担心苍蝇会掉下来，所以一直小心翼翼的。第一次亲自拍这么恶心的东西，心里确实发毛，虽然之前也看过一些苍蝇、虫子的电镜图，可感觉还是没这么深刻，自己拍的可以用震撼人心来形容。跟苍蝇比起来，以前看过的牛血管、兔肌腱、树叶、橡胶、布、纸都和蔼可亲多了！有以下几点可以讨论一下：

1、  杀死苍蝇和固定苍蝇有什么更好的方法吗？

2、  参数有哪里可以优化吗？过程有没有漏洞？低真空模式改变真空有什么影响？

3、  像苍蝇这么大的样品，怎么用环扫模式做（是不是有孔更大的GSED）？
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2013/10/8 17:21:04 Last edit by mitchell_dyzy
asahi42
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2013/10/8 19:30:09 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
小M的低真空技术不错不错不错~~
那啥，因为要观察的东西都没有发生形变，所以我认为杀死和固定的方法至少在这个实验上没有什么问题。
参数的话，我觉得Dwell time短了些，可以尝试Dwell time=60μs，图像信号量会更强，信噪比会更好。
气压么低真空水汽氛60~70Pa属于标准条件，这个实验中不需要更改。
GSED的PLA主要还是为了防止水汽进入镜筒，所以GSED的PLA孔就500μm一个规格，而由此造成的视野变小，是我们为了得到不变形样品所不得不做出的牺牲之一。苍蝇这么大的样品，环扫只能一个部分一个部分看；要看全貌的话，小M你用低真空已经做到了~~
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2013/10/8 19:31:48 Last edit by asahi42
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2013/10/8 21:02:31 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
好清晰。。。
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2013/10/8 21:22:18 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 asahi42(asahi42) 发表:
小M的低真空技术不错不错不错~~
那啥，因为要观察的东西都没有发生形变，所以我认为杀死和固定的方法至少在这个实验上没有什么问题。
参数的话，我觉得Dwell time短了些，可以尝试Dwell time=60μs，图像信号量会更强，信噪比会更好。
气压么低真空水汽氛60~70Pa属于标准条件，这个实验中不需要更改。
GSED的PLA主要还是为了防止水汽进入镜筒，所以GSED的PLA孔就500μm一个规格，而由此造成的视野变小，是我们为了得到不变形样品所不得不做出的牺牲之一。苍蝇这么大的样品，环扫只能一个部分一个部分看；要看全貌的话，小M你用低真空已经做到了~~


低倍的10μs够清晰了，两、三千倍的那几张，慢点扫信噪比会更好，电子束扫上去会有形变的，所以还是快快的扫了
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zyl3367898
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2013/10/8 21:40:08 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
好恶心呀，图片如此清晰，看完吃不下饭的。
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qq250083771
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2013/10/8 21:48:44 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
其实我也感觉图片好、、、、、、、
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hnteng
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2013/10/8 21:52:05 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊

　　不错，既有趣味，又长了见识．
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fanchuangang
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2013/10/8 22:07:30 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
有些地方不能细看，细看的话有些受不了............
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武灵
zhonghuashendun
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2013/10/8 22:34:08 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
翅膀不亲水估计是上面有蜡质吧。
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