在SEM扫描电子显微镜中,电子束从电子枪中发出,通过轨道电磁透镜设备进行聚焦和信号放大,最终与样品相互作用,产生二次电子和散射电子等各种信号,通过成像设备转化成可观察的图像。
在SEM成像中,常用的成像模式有以下几种:
1.次外壳成像模式(SEI):这种模式下,SEM通过探测下方产生的二次电子和表面的次电子,即形成所谓的次表面成像。SEI模式可用于研究样品表面形貌特征,例如表面粗糙度、形态等。
2.高角度底层成像模式(BSE):在样品表面装上低原子数的薄膜,使用BSE模式,可以观察到带有原子序数反比于信号强度的图像。这种模式下,BSE信号主要来源于高能电子与样品中的原子作用,尤其是高原子序数物质更散射的电子以及穿透的电子多,因而成像亮度相对较高,用于研究材料表面显微组织结构的表征。
3.散射电子成像模式(SED):散射电子成像可能是从样品中发出的慢电子(低能散射)或快电子(高能散射),这些电子的强度反比于原子序数,因此可以显示材料组织结构、缺陷、晶界面等信息。
4.反射电子成像模式(RSE):在正常操作模式下,电子束顶部的接近水平方向。而反射电子成像是改变电子束的入射角度,使其倾斜到样品垂直方向,使得电子束的高能电子被反射回来,从而得到自然的反相成像,用于材料表面缺陷的直接观测。
SEM成像模式的不同可以提供关于材料表面形貌、化学成分和物理性质的不同信息,能够广泛应用于各种不同的领域和应用中,包括材料科学、纳米科技、生物科学、环境科学等。随着SEM技术的不断发展,使得SEM成像能力不断提高和完善,为各个领域的科学研究和实践应用提供了更加丰富和有效的手段。