主题:SEM的历史

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jiaoo5323
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扫描电镜 (SEM)

  扫描电镜 (SEM) 主要用于直接观察固体表面的形貌。先利用电子透镜将一个电子束斑缩小到几十埃,用偏转系统使电子束在样品面上作光栅扫描。电子束在它所到之处激发出次级电子,经探测器收集后成为信号,调制一个同步扫描的显像管的亮度,显示出图像。样品表面上的凹凸不平使某些局部朝向次级电子探测器,另一些背向探测器。朝向探测器的部分发出的次级电子被集收得多,就显得亮,反之就显得暗,由此产生阴阳面、富有立体感的图像。像的放大倍数为显像管的扫描幅度比上样品面上电子束的扫描幅度SEM的分辨本领比电子束斑直径略大。

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。


衬度(反差)的来源扫描电镜 除次级电子外,用背散射电子(经过多次散射后又从试样表面出来的入射电子)成像可辨别原子序数的差别。用标识X 射线成像可辨别元素分布。其他效应如阴极荧光、电子束诱导电流在半导体材料和器件中有其应用。用电子沟道效应可得出晶体取向信息。

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。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楚则可以基本上进行不破坏的观察。电子显微镜购买和维护的价格都比较高。

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Last edit by RENXIN 举报
jameswong
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这样的帖子好
对我这样一点都不懂的很实用
扫盲呵呵
jiaoo5323
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呵呵,喜欢就好,我是顺便给自己也扫盲了
jiaoo5323
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SeanWen
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原文由 jiaoo5323 发表:
觉得有帮助就顶一下阿


今天周六,人不会很多~~
jiaoo5323
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kangaroo
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Echoes1130
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tristing
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XLBMCR
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1925年德国物理学家德布罗意提出物质微观粒子的波动论后, 用电子聚焦成像的学科—电子光学便得到迅速发展。1932年德国的克诺尔(M.Knoll) 、鲁斯卡(E.Ruska)、吕赫和约汉森在电子显微镜研制上最先获得成功。1935年克诺尔试制出简单型的SEM,分辨率仅有100微米。1938年冯.阿登纳(Von.Ardenne)制造出“真正”的SEM。1942年兹维礼金(Zworykin)、希利尔(Hillier)、斯奈德(Snyder)对此进行改进,研制出分辨率为50nm的SEM。40年代,日本和美国的科学家在SEM研制方面也取得很大进展。在1953年剑桥大学的麦克马伦(Mcmullan)制成新的SEM,后经史密斯(K.C.A.Smith)改进,于1958年为加拿大制造出1台高质量的SEM。自此以后,SEM才成为一种有用的研究工具。历经30多年岁月,第一批商品化的SEM于1965年在英国剑桥仪器公司诞生,当时分辨率为25nm,使SEM的研发达到高潮。进入90年代,随着微型计算机的迅速发展, SEM和EDS发生了革命性的变化,它们与最新的计算机技术相结合,推出数字化的SEM,所有技术参数的设置和执行、复杂的面板操作,均简化为只使用计算机键盘和鼠标;图像照片的显示使用高分辨率的显示器,取代了只有在黑暗房间才能观察的阴极显像管,使操作人员可以在明亮房间工作,大大改善了工作条件;数字化的图像照片、图形和数据结果由计算机采集, 便于用户使用Micro -Office软件处理、编辑打印,去掉了照相机,免除了照片的冲印,大大提高照片的质量,同时分析结果还可用网络传输,实现了资源共享。进入21世纪,世界上著名的SEM制造厂家,生产出的SEM全部由微型计算机控制,实现了全自动化。同时,为了适应含水生物样品、不导电样品的检测,又推出了环境扫描(ESEM)或可变压力的高低真空SEM,与常规SEM相比,其主要不同是样品室可以处于低真空,使压力在一定范围内调整。现在,SEM还可配置透射检测器,从而具有TEM的功能。