掃描電(diàn)鏡(jìng)的(de)幾(jǐ)个(gè)主要基本(běn)概念

作(zuò)者(zhě)：admin      时(shí)間(jiān)：2020年(nián)05月(yuè)09日(rì)

• 一(yī)、掃描電(diàn)鏡(jìng)功能(néng)

• 與(yǔ)光(guāng)學(xué)顯微鏡(jìng)和(hé)透射電(diàn)子顯微鏡(jìng)相比，掃描電(diàn)鏡(jìng)具有(yǒu)以(yǐ)下(xià)特(tè)征：

• （1）可(kě)以(yǐ)直(zhí)接觀察樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)的(de)結構，樣(yàng)品的(de)尺(chǐ)寸(cùn)可(kě)以(yǐ)大(dà)至(zhì)120mm×80mm×50mm。

• （2）樣(yàng)品制備过(guò)程簡單，不(bù)需要切(qiè)片(piàn)。

• （3）樣(yàng)品可(kě)以(yǐ)在(zài)樣(yàng)品室(shì)的(de)三(sān)維空(kōng)間(jiān)中平移和(hé)旋轉(zhuǎn)，因(yīn)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)從各(gè)个(gè)角(jiǎo)度(dù)觀察樣(yàng)品。

• （4）景深大(dà)，图(tú)像充满三(sān)維性(xìng)。掃描電(diàn)鏡(jìng)的(de)景深是(shì)光(guāng)學(xué)顯微鏡(jìng)的(de)幾(jǐ)百(bǎi)倍，並(bìng)且(qiě)是(shì)透射電(diàn)子顯微鏡(jìng)的(de)幾(jǐ)倍。

• （5）图(tú)像具有(yǒu)宽(kuān)範圍的(de)放大(dà)率和(hé)高(gāo)分(fēn)辨率。它(tā)可(kě)以(yǐ)放大(dà)十(shí)倍到幾(jǐ)十(shí)万(wàn)倍，它(tā)基本(běn)上(shàng)包(bāo)括從放大(dà)鏡(jìng)，光(guāng)學(xué)顯微鏡(jìng)到透射電(diàn)子顯微鏡(jìng)的(de)放大(dà)倍率範圍。分(fēn)辨率在(zài)光(guāng)學(xué)顯微鏡(jìng)和(hé)TEM之(zhī)間(jiān)，最(zuì)高(gāo)可(kě)达(dá)3 nm。

• （6）電(diàn)子束(shù)对樣(yàng)品的(de)損壞和(hé)污染很小。

• （7）在(zài)觀察形态的(de)同(tóng)时(shí)，来(lái)自(zì)樣(yàng)品的(de)其(qí)他信(xìn)号(hào)也(yě)可(kě)用(yòng)于(yú)微區(qū)組成(chéng)分(fēn)析。

• 二(èr)、掃描電(diàn)鏡(jìng)結構和(hé)工作(zuò)原理(lǐ)

• （一(yī)）結構

• 1.鏡(jìng)筒

• 鏡(jìng)筒包(bāo)括電(diàn)子枪，聚光(guāng)鏡(jìng)，物(wù)鏡(jìng)和(hé)掃描系(xì)統。其(qí)功能(néng)是(shì)産生非(fēi)常精细(xì)的(de)電(diàn)子束(shù)（直(zhí)徑約为(wèi)幾(jǐ)納米(mǐ)）並(bìng)掃描樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)上(shàng)的(de)電(diàn)子束(shù)，同(tóng)时(shí)激發(fà)各(gè)種(zhǒng)信(xìn)号(hào)。

• 2.電(diàn)子信(xìn)号(hào)采集和(hé)處(chù)理(lǐ)系(xì)統

• 在(zài)樣(yàng)品室(shì)中，掃描電(diàn)子束(shù)與(yǔ)樣(yàng)品相互作(zuò)用(yòng)以(yǐ)産生各(gè)種(zhǒng)信(xìn)号(hào)，包(bāo)括二(èr)次(cì)電(diàn)子，背向(xiàng)散(sàn)射電(diàn)子，X射線(xiàn)，吸收(shōu)電(diàn)子，俄歇電(diàn)子等。在(zài)上(shàng)述信(xìn)号(hào)中，最(zuì)重(zhòng)要的(de)是(shì)二(èr)次(cì)電(diàn)子，它(tā)是(shì)由(yóu)入(rù)射電(diàn)子激發(fà)的(de)樣(yàng)品原子中的(de)外(wài)层(céng)電(diàn)子，它(tā)是(shì)在(zài)樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)下(xià)幾(jǐ)nm到幾(jǐ)十(shí)nm的(de)區(qū)域內(nèi)産生的(de) ，生産率主要取(qǔ)決于(yú)樣(yàng)品的(de)形态和(hé)組成(chéng)。所(suǒ)謂的(de)掃描電(diàn)图(tú)像是(shì)指二(èr)次(cì)電(diàn)子图(tú)像，其(qí)是(shì)用(yòng)于(yú)研究樣(yàng)品的(de)表(biǎo)面(miàn)形貌的(de)最(zuì)有(yǒu)用(yòng)的(de)電(diàn)子信(xìn)号(hào)。

• 用(yòng)于(yú)檢測二(èr)次(cì)電(diàn)子的(de)檢測器的(de)探針(zhēn)是(shì)閃爍體(tǐ)。當電(diàn)子撞擊閃爍體(tǐ)时(shí)，1在(zài)其(qí)中産生光(guāng)，並(bìng)且(qiě)光(guāng)通(tòng)过(guò)光(guāng)導傳輸到光(guāng)電(diàn)倍增管(guǎn)，並(bìng)且(qiě)光(guāng)信(xìn)号(hào)也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)，它(tā)被(bèi)轉(zhuǎn)換成(chéng)電(diàn)流信(xìn)号(hào)，然後(hòu)進(jìn)行預放大(dà)和(hé)視频放大(dà)，将電(diàn)流信(xìn)号(hào)轉(zhuǎn)換成(chéng)電(diàn)壓信(xìn)号(hào)，最(zuì)後(hòu)送到顯像管(guǎn)的(de)栅极(jí)。

• 3.電(diàn)子信(xìn)号(hào)顯示和(hé)記(jì)录(lù)系(xì)統

• 掃描電(diàn)鏡(jìng)的(de)图(tú)像顯示在(zài)陰极(jí)射線(xiàn)管(guǎn)（顯像管(guǎn)）上(shàng)並(bìng)由(yóu)照相機(jī)拍摄。有(yǒu)两(liǎng)个(gè)管(guǎn)，一(yī)个(gè)用(yòng)于(yú)觀察，較低(dī)的(de)分(fēn)辨率，一(yī)个(gè)长(cháng)的(de)餘輝管(guǎn)，另一(yī)个(gè)用(yòng)于(yú)照片(piàn)記(jì)录(lù)，具有(yǒu)更(gèng)高(gāo)的(de)分(fēn)辨率和(hé)短的(de)餘輝管(guǎn)。

• 4.真(zhēn)空(kōng)系(xì)統和(hé)動(dòng)力系(xì)統

• 掃描電(diàn)鏡(jìng)的(de)真(zhēn)空(kōng)系(xì)統包(bāo)括機(jī)械泵和(hé)油(yóu)擴散(sàn)泵。真(zhēn)空(kōng)管(guǎn)的(de)功能(néng)是(shì)實(shí)現(xiàn)10（4至(zhì)10（5 Torr）的(de)真(zhēn)空(kōng)。電(diàn)源系(xì)統提供每个(gè)組件(jiàn)所(suǒ)需的(de)特(tè)定(dìng)功率。

• （二(èr)）工作(zuò)原理(lǐ)

• 從電(diàn)子枪的(de)陰极(jí)，直(zhí)徑20（m~30（電(diàn)子束(shù)的(de)m，通(tòng)过(guò)陽极(jí)和(hé)陰极(jí)之(zhī)間(jiān)的(de)加速電(diàn)壓，到鏡(jìng)筒，通(tòng)过(guò)聚光(guāng)器和(hé)物(wù)鏡(jìng)的(de)会(huì)聚，減少(shǎo)）直(zhí)徑約为(wèi)幾(jǐ)毫(háo)米(mǐ)的(de)電(diàn)子探針(zhēn)在(zài)物(wù)鏡(jìng)上(shàng)部(bù)的(de)掃描線(xiàn)圈的(de)作(zuò)用(yòng)下(xià)，電(diàn)子探針(zhēn)以(yǐ)光(guāng)栅形狀掃描樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)並(bìng)激發(fà)各(gè)種(zhǒng)電(diàn)子信(xìn)号(hào)。这(zhè)些(xiē)電(diàn)子信(xìn)号(hào)被(bèi)檢測到通(tòng)过(guò)相应的(de)探測器，放大(dà)，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成(chéng)電(diàn)壓信(xìn)号(hào)，最(zuì)後(hòu)送到顯像管(guǎn)的(de)栅极(jí)，調制顯像管(guǎn)的(de)亮(liàng)度(dù)，顯像管(guǎn)中的(de)電(diàn)子束(shù)也(yě)经过(guò)光(guāng)栅掃描屏幕。

• 这(zhè)種(zhǒng)掃描動(dòng)作(zuò)與(yǔ)電(diàn)子束(shù)在(zài)樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)上(shàng)的(de)掃描運動(dòng)嚴格同(tóng)步，從而(ér)獲得襯里(lǐ)。掃描電(diàn)子图(tú)像对应于(yú)信(xìn)号(hào)強(qiáng)度(dù)，反(fǎn)映了(le)樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)的(de)地形特(tè)征。2节(jié)掃描電(diàn)鏡(jìng)生物(wù)樣(yàng)品制備技術(shù)大(dà)多数生物(wù)樣(yàng)品含有(yǒu)水分(fēn)並(bìng)且(qiě)相对較软(ruǎn)，因(yīn)此(cǐ)，在(zài)掃描電(diàn)鏡(jìng)之(zhī)前(qián)，应对樣(yàng)品進(jìn)行相应處(chù)理(lǐ)。 SEM樣(yàng)品制備的(de)主要要求是(shì)：保存樣(yàng)品表(biǎo)面(miàn)結構良好(hǎo)，不(bù)變(biàn)形和(hé)污染，樣(yàng)品干(gàn)燥，具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)導電(diàn)性(xìng)。

• 三(sān)、樣(yàng)品的(de)初步處(chù)理(lǐ)

• （1）繪图(tú)材料

• 材料的(de)基本(běn)要求與(yǔ)TEM樣(yàng)品制備的(de)基本(běn)要求相同(tóng)。請参閱第(dì)14章(zhāng)超薄切(qiè)片(piàn)技術(shù)中的(de)要求。然而(ér)，对于(yú)掃描電(diàn)鏡(jìng)，樣(yàng)品可(kě)以(yǐ)略大(dà)，面(miàn)積最(zuì)大(dà)为(wèi)8mm×8mm，厚度(dù)最(zuì)大(dà)为(wèi)5mm。对于(yú)易于(yú)卷(juǎn)曲(qū)的(de)樣(yàng)品，如(rú)血(xuè)管(guǎn)，胃(wèi)腸(cháng)粘膜等，可(kě)以(yǐ)固定(dìng)在(zài)濾紙(zhǐ)或(huò)卡(kǎ)片(piàn)紙(zhǐ)上(shàng)，以(yǐ)充分(fēn)暴露(lù)待觀察的(de)組編織表(biǎo)面(miàn)。

• （2）清(qīng)洗樣(yàng)品

• 通(tòng)过(guò)掃描電(diàn)鏡(jìng)觀察的(de)區(qū)域通(tòng)常是(shì)樣(yàng)品的(de)表(biǎo)面(miàn)，即組織的(de)自(zì)由(yóu)表(biǎo)面(miàn)。由(yóu)于(yú)樣(yàng)本(běn)取(qǔ)自(zì)活組織，樣(yàng)本(běn)表(biǎo)面(miàn)通(tòng)常附着血(xuè)液，組織液或(huò)粘液，这(zhè)将覆蓋樣(yàng)本(běn)的(de)表(biǎo)面(miàn)結構並(bìng)影響觀察。因(yīn)此(cǐ)，应在(zài)固定(dìng)樣(yàng)品前(qián)清(qīng)潔这(zhè)些(xiē)沉積物(wù)。有(yǒu)幾(jǐ)種(zhǒng)清(qīng)潔方(fāng)法(fǎ)：

• 1.用(yòng)等滲盐(yán)水或(huò)缓冲液清(qīng)洗；

• 2.用(yòng)5％蘇打水清(qīng)洗；

• 3.通(tòng)过(guò)超聲波(bō)振動(dòng)或(huò)酶消化(huà)處(chù)理(lǐ)。