掃描電鏡可以采集多種不同類型的信號(hào)用于成像和分析,其中二次電子(SE)和背散射電子(BSE)信號(hào)是基本也是常見(jiàn)的兩種信號(hào)類型。
不同廠家和型號(hào)的電鏡在采集SE,BSE信號(hào)時(shí)所用的探測(cè)器都具有各自特的技術(shù),但旁置式二次電子探測(cè)器和極靴下背散射電子探測(cè)器在架構(gòu)和工作原理方面相對(duì)固定,應(yīng)用也很廣泛,因此本文只會(huì)對(duì)旁置式二次電子探測(cè)器和極靴下背散射電子探測(cè)器進(jìn)行介紹。
特點(diǎn)
使用多視角成像功能查找樣品在成像物鏡中的佳位置
在進(jìn)行樣品信息的后期處理前,從不同視角采集信息對(duì)整個(gè)樣品成像
通過(guò)重組不同視角的信息來(lái)提高圖像的分辨率,然后使用特殊的去卷積算法進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量
使用全新樣品定位方法創(chuàng)建多視角( Multiview) 數(shù)據(jù)
使用折射率 n=1.38 的 Scale 介質(zhì)(Hama 等,Nat Neurosci 期刊,2011 年),或折射率 n=1.45 的水性澄清液(例如:CelExplorer Labs 公司生產(chǎn)的 FocusClear? 產(chǎn)品)進(jìn)行透明處理的組織來(lái)完成實(shí)驗(yàn)
使用可選的觸發(fā)界面維持生理?xiàng)l件,充分發(fā)揮成像信息和環(huán)境條件控制兩者相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)
光透技術(shù)
電子經(jīng)過(guò)一系列電磁透鏡成束后,打到樣品上與樣品相互作用,會(huì)產(chǎn)生二次電子、背散射電子、俄歇電子以及X射線等一系列信號(hào)。所以需要不同的探測(cè)器譬如二次電子探測(cè)器、X射線能譜分析儀等來(lái)區(qū)分這些信號(hào)以獲得所需要的信息。雖然X射線信號(hào)不能用于成象,但習(xí)慣上,仍然將X射線分析系統(tǒng)劃分到成象系統(tǒng)中。
有些探測(cè)器造價(jià)昂貴,比如Robinsons式背散射電子探測(cè)器,這時(shí),可以使用二次電子探測(cè)器代替,但需要設(shè)定一個(gè)偏壓電場(chǎng)以篩除二次電子。
掃描電子顯微鏡是利用材料表面微區(qū)的特征(如形貌、原子序數(shù)、化學(xué)成分、或晶體結(jié)構(gòu)等)的差異,在電子束作用下通過(guò)試樣不同區(qū)域產(chǎn)生不同的亮度差異,從而獲得具有一定襯度的圖像。成像信號(hào)是二次電子、背散射電子或吸收電子,其中二次電子是主要的成像信號(hào)[2]。圖3為其成像原理圖,高能電子束轟擊樣品表面,激發(fā)出樣品表面的各種物理信號(hào),再利用不同的信號(hào)探測(cè)器接受物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像信息。
掃描電鏡除能檢測(cè)二次電子圖像以外,還能檢測(cè)背散射電子、透射電子、特征x射線、陰極發(fā)光等信號(hào)圖像。其成像原理與二次電子像相同。在進(jìn)行掃描電鏡觀察前,要對(duì)樣品作相應(yīng)的處理。
對(duì)樣品的要求
1、不會(huì)被電子束分解
2、在電子束掃描下熱穩(wěn)定性要好
3、能提供導(dǎo)電和導(dǎo)熱通道
4、大小與厚度要適于樣品臺(tái)的安裝
5、觀察面應(yīng)該清潔,物
6、進(jìn)行微區(qū)成分分析的表面應(yīng)平整
7、磁性試樣要預(yù)先去磁,以免觀察時(shí)電子束受到磁場(chǎng)的影響