掃描電鏡成像原理
掃描成像原理如下圖所示，電子槍1（鎢絲槍或LaB6槍或場(chǎng)發(fā)射槍等）發(fā)射一束電子，這就是電子源，其最少截面的直徑為d0，對鎢絲槍而言大約為20～50μm （場(chǎng)發(fā)射槍大約為10～20nm ) ，這個(gè)小束斑經(jīng)3 和5 兩級聚光鏡進(jìn)一步縮小幾百倍，最后再經(jīng)物鏡縮小并聚焦在樣品面上，這時(shí)束斑10 直徑最小可到3～6nm （約小于掃描電鏡的分辨本領(lǐng)），電子束打在樣品上，就產(chǎn)生上節所述的各種信號。二次電子和背散射電子信號是最常用的兩種信號，尤其是二次電子。信號由接收器取出，經(jīng)光電倍增器和電子放大器放大后，作為視頻信號去調制高分辨顯示器的亮度，因此顯示器上這一點(diǎn)的亮度與電子束打在樣品上那一點(diǎn)的二次電子發(fā)射強度相對應。由于樣品上各點(diǎn)形貌等各異，其二次電子發(fā)射強度不同，因此顯示器屏上對應的點(diǎn)的亮度也不同。用同一個(gè)掃描發(fā)生器產(chǎn)生幀掃和行掃信號，同時(shí)去控制顯示的偏轉器和鏡筒中的電子束掃描偏轉器，使電子束在樣品表面上與顯示器中電子束在熒光屏上同步進(jìn)行幀掃和行掃，產(chǎn)生相似于電視機上的掃描光柵。這兩個(gè)光柵的尺寸比就是掃描電鏡的放倍數。在顯示器屏幕光柵上的圖像就是電子束在樣品上所掃描區域的放大形貌像。圖像中亮點(diǎn)對應于樣品表面上突起部分，暗點(diǎn)表示凹的部分或背向接收器的陰影部分。由于顯示器屏幕上掃描尺寸是固定的，如14in (1in = 25.4mm）顯示器的掃描面積是267×200mm2，在放大倍數為十萬(wàn)倍時(shí)樣品面上的掃描面積為2.67×2 μm2如放大倍數為20 倍時(shí)，則為13.35×10mm2。因此改變電子束掃描偏轉器的電流大小，就可改變電子束在樣品上的掃描尺寸，從而改變掃描電鏡的放大倍數。



　　掃描電鏡的分辨本領(lǐng)一般指的是二次電子像的空間分辨本領(lǐng)，它是在高放大倍數下，人們能從照片中分清兩相鄰物像的最小距離。通常是用兩物像邊緣的最小距離來(lái)計算。但照片放大近十萬(wàn)倍后，邊緣輪廓往往不十分清晰敏銳，難以測量準確�，F在多數人喜歡用兩個(gè)亮點(diǎn)（或黑點(diǎn)）之間的中心距離來(lái)表示，像透射電鏡的分辨本領(lǐng)測試一樣，這種方法比較嚴格可靠。
　　二次電子像和背散射電子像是最常用的兩種成像模式。二次電子像是用二次電子探頭取出二次電子信號而成的樣品表面形貌像，這是掃描電鏡的最主要和最基本工作模式，它的分辨率高、圖像立體感強。背散射電子像是用背散射電子探頭取出背散射電子信號而成的像，它的分辨率和像的質(zhì)量雖不如二次電子像，立體感也差，但它可以得到樣品中大致的成分分布值化、、二值圖濾波以及二值圖運算。
　　圖像二值化，是把灰度圖像轉化成為二值圖像，即只有黑，白兩種灰度的圖像。設定一個(gè)灰度值作閥值，圖像中任何一個(gè)像素的灰度大于此值的則用白色（255）代替其灰度，小于則用黑色（0）代替。若經(jīng)二值分割出的二值圖不夠理想則可用二值圖濾波進(jìn)行再處理。二值圖濾波有① 填洞。對整幅圖像進(jìn)行處理，把畫(huà)面上一些孤立點(diǎn)濾掉。② 腐蝕濾波。去掉一些與提取特征不相關(guān)聯(lián)的部分。先設定一個(gè)一定小如3×3 的矩陣，令此矩陣在圖像的每個(gè)像素上移動(dòng)，若矩陣的中心點(diǎn)在物體內，則一切不變；若矩陣中心點(diǎn)在背叉斑成像在物鏡的前焦平面上，經(jīng)物鏡后電子束接近平行束并射到樣品面上，它的發(fā)射角只俠定于雙聚細境縮小的交叉斑對物鏡的張角矛掃描系統工作于抓放大倍數禪戎，掃描使電子束偏轉中心仍在物鏡光欄處；當然也可以用單偏轉方式（關(guān)掉下掃描線(xiàn)圈電流），同時(shí)去除物鏡光欄，這時(shí)電子束偏轉中心在上掃描偏轉線(xiàn)圈中心。
　　對于小單晶樣品可用會(huì )聚束搖擺法。讓電子束以其在樣品上的入射點(diǎn)為頂點(diǎn)而作搖擺運動(dòng)。用單偏轉方式（關(guān)掉下掃描線(xiàn)圈電流），去除物鏡光欄。由雙聚光鏡形成的細電子束受上掃描線(xiàn)圈偏轉后，進(jìn)一步受到物鏡的偏轉和聚焦作用。調節物鏡電流，使上掃描線(xiàn)圈的偏轉平面與樣品表面共扼，這樣就使會(huì )聚電子束以入射點(diǎn)為頂點(diǎn)作搖擺運動(dòng)。如果這時(shí)再改變物鏡電流的大小，在欠焦和過(guò)焦的情況下，在熒光屏上有隱約可見(jiàn)的樣品表面特征物的像。當正聚焦時(shí)，特征物的放大像趨于無(wú)限大，而出現清晰的電子通道花樣圖像，這就是選區電子通道花樣的正聚焦條件。這時(shí)打在樣品面上的電子束斑的大小決定了通道花樣的選區面積。因此調節兩個(gè)聚光鏡的電流，改變電子束斑的大小可以改變選區面積。當電子槍交叉斑正好成像在上掃描線(xiàn)圈的偏轉平面處，而第一聚光鏡縮小倍數又最小時(shí)，就可以獲得最小的選區面積。濁度計| 色度計| 粘度計| 折射計| 滴定儀| 密度計| 熱流計| 濃度計| 折射儀| 采樣儀|