第五章 电子显微技术 第一节 扫描电子显微镜（SEM） 一、扫描电镜的结构和基本原理 扫描电镜是利用细聚焦的电子束，在样品表面逐点扫描，用探测器收集在电子束作 图5-1 KYKY-1000B扫描电镜外貌图 用下，样品中产生的电子信号，把信号转换成图像的仪器。 扫描电镜的结构分为电子光学系统，信号收集、图像显示和记录系统，真空系统。图5-1、图5-2为扫描电镜外型图和主机构造示意图。 （一） 光学系统 这部分主要由电子枪，电磁透镜，扫描线圈，样品室组成，电子枪提供一个稳定的电子源，形成电子束，一般使用钨丝阴极电子枪，用直径约为0.1mm的钨丝，弯成发夹形，形成半径约为100µm的V型尖 端 ，当 灯 丝电流 通 过 时 ，灯 丝被 加 热 ，达 到 工 图 5-2扫描电镜主机结构 作温度后便发射电子，在阴极和阳极间加有高压，这些电子则向阳极加速运动，形成电子束。电子束在高压电场作用下，被加速通过阳极轴心孔进入电磁透镜系统。该系统由聚光镜和物镜组成，其作用是依靠透镜的电磁场与运动电子相互作用使电子束聚焦将电子枪发射的电子束约 10~50µm,压缩成 5~20nm，缩小约 1/10000。聚光镜可以改变入射到样品上电子束流的大小，物镜决定电子束束斑的直径。电子光学系统中存在球差，色差，象散，影响最终图象的质量。球差的产生是远离光轴轨迹上运动的电子比近轴电子受到的聚焦作用更强。克服的方法是在电子光学的光轴中加三级固定光阑挡住发散的电子束，光阑通常采用厚度为0﹒05mm的钼片制作，物镜产生的象散器提供一个与物镜不均匀磁场相反的校正磁场，使物镜最终形成一个对称磁场，产生一束细聚焦的电子束。 扫描系统主要包括扫描发生器，扫描线圈和放大倍率变换器，扫描发生器由 X扫描发生器和 Y扫描发生器组成，产生不同频率的锯齿波信号同步地送入镜筒中的扫描线圈和显示系统 CRT中的扫描线圈上。镜筒的扫描线圈分上、下双偏转扫描装置。其作用是使电子束正好落在物镜光阑孔中心，并在样品上进行光栅扫描。配置附件可对下扫描线圈加以控制，开展选区电子通道花样的工作。 扫描方式分点扫描、线扫描、面扫描和 Y调制扫描。扫描电镜图像的放大倍率是通过改变电子束偏转角度来调节的。放大倍数等于CRT面积与电子束在样品上扫描面积之比，减小样品上扫描面积，就可增加放大倍率。不同放大倍率在样品上扫描的面积见表5—1 。 表5-1 不同放大倍率在样品上扫描面积 放大倍率 样品上面积 20 9.8×8mm 100...
