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掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)、晶格振動(dòng) (聲子)、電子振蕩 (等離子體)。原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測(cè)樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場(chǎng)或磁場(chǎng)等等。
工作原理為：
在高真空的鏡筒中，由電子槍產(chǎn)生的電子束經(jīng)電子會(huì)聚透鏡聚焦成細(xì)束后，在樣品表面逐點(diǎn)進(jìn)行掃描轟擊，產(chǎn)生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測(cè)器將各種電子信號(hào)接收后經(jīng)電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
聚焦電子束對(duì)樣品表面掃描時(shí)，由于樣品不同部位表面的物理、化學(xué)性質(zhì)、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發(fā)出的電子信息各不相同，導(dǎo)致顯像管的電子束強(qiáng)度也隨著不斷變化，最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的圖像。根據(jù)探測(cè)器接收的電子信號(hào)的不同，可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
掃描電鏡分辨率可達(dá)50~100Å，電子放大倍數(shù)可由十幾倍連續(xù)變化到幾十萬(wàn)倍。因此可以對(duì)樣品的整個(gè)表面進(jìn)行比較仔細(xì)的觀察。
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