光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。
根据de broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:
λe=h / mv= h / (2qmv)1/2=12.2 / (v)1/2 (?)
在 10 kv 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12?,远低于可见光的4000 - 7000?,所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜---许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100?之间,电子与原子核的弹性散射 (elastic scattering) 与非弹性散射 (inelastic scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,天津场发射扫描电镜,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。
扫描系统的作用是使入射电子束在样品表面上作有规则的扫动,场发射扫描电镜多少钱一台,并与阴极射线管电子束在荧光屏上能够同步扫描,改变入射电子束在样品表面上的扫描振幅,场发射扫描电镜分辨率,以获得所需放大倍数的图像。扫描系统主要由扫描发生器、扫描线圈、放大倍率变换器组成。在入射电子作用下,样品表面上产生的各种物理信号被检测并经转换放大成用以调制图像或作其它分析的信号,这一过程就是由该系统来完成的。对于不同的物理信号要用不同的检测器来检测。目前扫描电镜常用的检测器主要是电子检测器,河北场发射扫描电镜,x射线检测器。
电子的---特性是亮度要高、电子能量散布 (energy spread) 要小,目前常用的种类计有三种,钨(w)灯丝、六硼化---(lab6)灯丝、场发射 (field emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。
热游离方式电子有钨(w)灯丝及六硼化---(lab6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子时均希望能以低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。
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