高分辨率臺(tái)式掃描電鏡由三大部分組成:真空系統(tǒng),電子束系統(tǒng)以及成像系統(tǒng),是一種大型精密儀器,它是機(jī)械學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、真空技術(shù)等多門學(xué)科的綜合應(yīng)用。
真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空柱兩部分。真空柱是一個(gè)密封的柱形容器,真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空,有機(jī)械泵、油擴(kuò)散泵以及渦輪分子泵三大類,機(jī)械泵加油擴(kuò)散泵的組合可以滿足真空要求,需要機(jī)械泵加渦輪分子泵的組合。成像系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱中,真空柱底端即為右圖所示的密封室,用于放置樣品。
之所以要用真空,主要基于以下兩點(diǎn)原因:電子束系統(tǒng)中的燈絲在普通大氣中會(huì)迅速氧化而失效,所以除了在使用SEM時(shí)需要用真空以外,平時(shí)還需要以純氮?dú)饣蚨栊詺怏w充滿整個(gè)真空柱。為了增大電子的平均自由程,從而使得用于成像的電子更多。熱發(fā)射電子需要電磁透鏡來成束,所以在用熱發(fā)射電子槍的SEM上,電磁透鏡*。
通常會(huì)裝配兩組:匯聚透鏡:顧名思義,匯聚透鏡用匯聚電子束,裝配在真空柱中,位于電子槍之下。通常不止一個(gè),并有一組匯聚光圈與之相配。但匯聚透鏡僅僅用于匯聚電子束,與成像會(huì)焦無(wú)關(guān)。物鏡:物鏡為真空柱中下方的一個(gè)電磁透鏡,它負(fù)責(zé)將電子束的焦點(diǎn)匯聚到樣品表面。高分辨率臺(tái)式掃描電鏡被廣泛用于材料科學(xué)、冶金、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、病蟲害的防治、災(zāi)害鑒定、寶石鑒定、工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量鑒定及生產(chǎn)工藝控制等。