二手鎢燈絲電鏡 二手場(chǎng)發(fā)射電鏡掃描電子顯微鏡(SEM)是一種復(fù)雜的分析儀器,其產(chǎn)品設(shè)計(jì)圍繞高分辨率成像和微區(qū)分析的核心功能展開,主要由電子光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)探測(cè)處理和顯示系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、電源供給系統(tǒng)等組成。其中,電子光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)探測(cè)處理系統(tǒng)和真空系統(tǒng)是其三個(gè)最為核心的子系統(tǒng) [14]。

電子光學(xué)系統(tǒng)
電子光學(xué)系統(tǒng)是SEM的核心部分,主要用于產(chǎn)生和聚焦用于掃描成像的電子束,包括電子槍、電磁透鏡、掃描線圈、樣品室等關(guān)鍵部件 [14] [18]。電子槍用于產(chǎn)生電子,主要類型有:場(chǎng)致發(fā)射電子槍(壽命長、分辨率高,但需要真空)、六硼化鑭槍(圖像明亮,壽命較長)和鎢槍(成本低,壽命較短)。電磁透鏡(包括聚光鏡和物鏡)負(fù)責(zé)將電子束聚焦成極細(xì)的束斑 [6] [13]。掃描線圈則控制電子束在樣品表面進(jìn)行光柵式掃描 [6] [18]。
真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)是保證SEM正常工作的關(guān)鍵,主要包括真空泵和真空柱。其主要作用有:保護(hù)電子槍(尤其是熱發(fā)射槍)燈絲免受氧化失效;增大電子的平均自由程,減少電子與空氣分子的碰撞,從而獲得清晰的圖像。常見的真空泵組合包括機(jī)械泵加油擴(kuò)散泵(適用于鎢槍),以及機(jī)械泵加渦輪分子泵(適用于場(chǎng)發(fā)射槍等) [13]。SEM通常支持高真空、可變壓力和低真空等多種觀察模式,以適應(yīng)不同性質(zhì)的樣品 [15]。
信號(hào)探測(cè)與成像系統(tǒng)
當(dāng)電子束轟擊樣品時(shí),會(huì)產(chǎn)生二次電子、背散射電子、X射線等多種信號(hào) [13-14]。信號(hào)探測(cè)與成像系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集這些信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為圖像或分析數(shù)據(jù)。二次電子探測(cè)器(如Everhart-Thornley探測(cè)器)主要用于獲取樣品表面形貌信息,圖像立體感強(qiáng);背散射電子探測(cè)器對(duì)樣品原子序數(shù)差異敏感,可用于成分襯度成像;X射線能譜儀(EDS)則用于元素的定性和定量分析 [6] [13] [19]。
樣品室與樣品臺(tái)
樣品室是放置待測(cè)樣品的空間,其設(shè)計(jì)直接影響樣品的兼容性和操作的便捷性 [14]。現(xiàn)代SEM的樣品室通常尺寸較大,可容納直徑達(dá)250毫米、高度145毫米的大尺寸樣品 [5]。樣品臺(tái)多為五軸全自動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng),提供X、Y、Z方向的移動(dòng)以及傾斜、旋轉(zhuǎn)功能,便于對(duì)樣品進(jìn)行多角度觀察。樣品室還集成了多種探測(cè)器,如二次電子探測(cè)器、背散射電子探測(cè)器、紅外CCD相機(jī)等 [17] [20]。
基本操作流程
SEM的基本操作流程通常包括:開機(jī),啟動(dòng)電源和冷卻系統(tǒng),待真空達(dá)到要求 [15-16]。樣品放置,對(duì)樣品進(jìn)行必要的制備(如干燥、導(dǎo)電處理),將其固定在樣品臺(tái)上,放入樣品室并抽真空。參數(shù)調(diào)整與對(duì)焦,選擇合適的加速電壓、探針電流、工作距離等參數(shù),通過調(diào)節(jié)電磁透鏡電流和消像散裝置,將電子束聚焦在樣品表面 [15-16]。掃描與成像,選擇合適的掃描模式和掃描速度,開始掃描并獲取圖像,可調(diào)整亮度和對(duì)比度 [15]。關(guān)機(jī),關(guān)閉高壓電子束,等待規(guī)定時(shí)間后對(duì)樣品室放氣,取出樣品,最后關(guān)閉儀器電源和真空系統(tǒng) [16]。

一、核心分類:冷場(chǎng)發(fā)射 / 熱場(chǎng)(肖特基)發(fā)射(二手最常見兩類)二手鎢燈絲電鏡 二手場(chǎng)發(fā)射電鏡
1. 冷場(chǎng)發(fā)射(日立 S-4800、S-4300、Regulus8100,二手高分辨主力)
標(biāo)準(zhǔn)成像參數(shù)(二手成色正常可達(dá)標(biāo))
二次電子 SE 分辨率
S-4800:1.0 nm @15kV;2.0 nm @1kV
Regulus8100:0.7 nm @15kV;0.8 nm @1kV(新一代冷場(chǎng))
S-4300:1.5 nm @30kV;5.0 nm @1kV(老款冷場(chǎng))
加速電壓:0.5–30kV,0.1kV 精細(xì)步進(jìn)
放大倍率:20× ~ 80 萬–500 萬倍
探針束流:1pA ~ 2nA(束流偏小,適合形貌,做 EDS 定量偏弱)
真空指標(biāo)(二手驗(yàn)收關(guān)鍵)
電子槍腔真空:<1×10?? Pa
樣品室高真空:<1×10?? Pa
樣品臺(tái)(通用 5 軸優(yōu)中心)
X:0–100mm / Y:0–50mm / Z:5–35mm;傾斜 - 5°~+60°,360° 旋轉(zhuǎn)
2. 熱場(chǎng)肖特基發(fā)射(日立 SU 系列、蔡司 SUPRA、賽默飛 Verios,商用二手最多)
(1)日立 SU3800/SU3900SE(流通量最大二手熱場(chǎng))
SE 分辨率:0.9nm@30kV;2.5nm@1kV,減速模式 1.6nm@1kVHitachi Hi...
加速電壓:0.5–30kV,減速著陸電壓 0.1–2kV
最大束流:150nA(EDS、EBSD 定量)
倍率:5× ~ 60 萬倍,大屏顯示最高 100 萬倍
可選低真空 VP 模式(10–300Pa,直接測(cè)絕緣樣品)
(2)蔡司 SUPRA40VP(Gemini 鏡筒,高分子 / 半導(dǎo)體二手常用)
(3)蔡司 1540(老款經(jīng)典二手)
分辨率:2nm@15kV;3nm@1kV
高壓:20V–30kV;束流 5pA–20nA
(4)賽默飛 Quanta 400FEG(環(huán)境掃描 ESEM 二手)
分辨率:2nm@30kV 高真空;3.5nm@3kV 低真空
支持高真空 / 低真空 / 環(huán)境真空三模式,含水生物、多孔樣品免噴金
標(biāo)配 STEM 模式,STEM 分辨率 1.5nm@30kV

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