掃描電子顯微鏡(SEM)作為現(xiàn)代材料科學(xué)中不可少的工具,以其高分辨率、廣泛的樣品適應(yīng)性及強(qiáng)大的分析能力,在科研和工業(yè)界發(fā)揮著重要作用。日立作為國(guó)際有名的科學(xué)儀器制造商,其高分辨率SEM電鏡系列更是憑借出色的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,受到了廣大用戶的青睞。
日立高分辨SEM電鏡的工作原理主要基于電子束與樣品表面的相互作用。具體而言,電子束從電子槍陰極發(fā)射,經(jīng)過(guò)加速電位的作用,被電磁透鏡聚焦成一束極細(xì)的電子探針,最終到達(dá)樣品表面。在樣品表面,電子束以光柵狀掃描方式移動(dòng),與樣品發(fā)生相互作用,激發(fā)出多種信號(hào),主要包括二次電子、背散射電子和特征X射線等。
-二次電子:是電子束與樣品表面原子相互作用后激發(fā)出的低能電子,主要用于觀察樣品表面的形貌,對(duì)表面狀態(tài)非常敏感。
-背散射電子:是電子束在樣品內(nèi)部發(fā)生散射后重新逸出表面的高能電子,其數(shù)量與樣品的原子序數(shù)、密度及厚度有關(guān),可用于定性分析樣品組成。
-特征X射線:當(dāng)電子束能量足夠高時(shí),能夠激發(fā)樣品原子內(nèi)層電子躍遷,產(chǎn)生特征X射線,其能量與原子序數(shù)有關(guān),是定量分析樣品組成的重要依據(jù)。
這些信號(hào)被收集后,經(jīng)過(guò)放大、轉(zhuǎn)換和處理,最終在顯示屏上形成與電子束掃描同步的圖像,反映出樣品的表面形貌、化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)等信息。
日立高分辨SEM電鏡因其出色的性能,在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用:
1.材料科學(xué):
-金屬與合金:分析金屬材料的微觀組織、斷裂模式和表面磨損,研究材料的相變、再結(jié)晶及疲勞行為。
-陶瓷與礦物:觀察陶瓷材料的晶相、晶粒大小和缺陷,研究其燒結(jié)過(guò)程及力學(xué)性能。
-高分子材料:分析高分子材料的微觀形貌、斷裂和老化情況,評(píng)估材料的加工性能和耐久性。
2.納米科技:
-納米材料:觀察納米材料的結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸和分布,研究其特別的物理和化學(xué)性質(zhì)。
-薄膜與器件:對(duì)薄膜和器件的表面形貌進(jìn)行觀察,分析鍍膜、光刻蝕等工藝的效果。
3.生物醫(yī)學(xué):
-生物樣品:觀察生物細(xì)胞、微生物和組織的微觀結(jié)構(gòu),研究生物體的生理和病理過(guò)程。
-生物材料:分析生物活性材料和生物陶瓷的表面形貌和細(xì)胞生長(zhǎng)情況,評(píng)估其生物相容性和功能性。
4.電子與半導(dǎo)體:
-半導(dǎo)體器件:分析半導(dǎo)體器件的失效點(diǎn)和缺陷,評(píng)估其性能和可靠性。
-集成電路:觀察集成電路的微觀結(jié)構(gòu)和制造工藝,提高產(chǎn)品的成品率和性能。
5.文物與物證分析:
-文物分析:對(duì)文物的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行無(wú)損分析,研究其歷史變遷和保護(hù)方法。
-物證分析:對(duì)射擊殘留物、爆炸殘留物、文書等進(jìn)行無(wú)損的顯微結(jié)構(gòu)分析和化學(xué)成分鑒定,為司法檢查提供科學(xué)依據(jù)。
此外,日立高分辨SEM電鏡還具備樣品臺(tái)多軸移動(dòng)、相機(jī)導(dǎo)航等功能,能夠輕松觀察大型和重型樣品,提高了觀測(cè)的靈活性和效率。同時(shí),其配備的能譜儀(EDS)和波譜儀等附件,使得用戶能夠同時(shí)進(jìn)行成分分析和形貌觀察,進(jìn)一步提升了儀器的綜合分析能力。
日立高分辨SEM電鏡以其特別的原理、出色的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,在材料科學(xué)、納米科技、生物醫(yī)學(xué)、電子與半導(dǎo)體以及文物與物證分析等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著科技的不斷發(fā)展,日立將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí),為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的科學(xué)儀器解決方案。