場發射掃描電鏡是一種高分辨率的電子顯微鏡,能夠對樣品進行表面形貌和成分的觀察和分析。其主要組成部分包括電子槍、透鏡系統、樣品臺、二次電子探測器和數據處理系統等。
1、電子槍:
場發射掃描電鏡的電子源是通過電子槍產生的高能電子束。電子槍通常由熱陰極和陽極組成,熱陰極在高真空條件下受加熱產生電子發射,通過陽極的電場加速并聚焦成束,最終形成電子束照射樣品。
2、透鏡系統:透鏡系統包括幾種不同類型的透鏡,如準直透鏡、聚焦透鏡和缺陷透鏡等。這些透鏡通過調整電場和磁場來控制電子束的聚焦和定位,以實現對樣品的高分辨率成像。
3、樣品臺:樣品臺是支撐和定位樣品的平臺,通常具有XYZ軸的運動功能,可以實現對樣品的精確定位和調整。樣品臺還可以配備加熱器、冷卻器等附件,以便對樣品進行不同條件下的觀察。

4、二次電子探測器:二次電子探測器是用于檢測樣品表面的二次電子信號的探測器。當電子束照射樣品表面時,樣品表面會產生二次電子信號,通過二次電子探測器可以捕獲這些信號,并轉化成電信號傳輸到數據處理系統中進行圖像重建和分析。
5、數據處理系統:數據處理系統主要由計算機和相關軟件組成,用于對捕獲的電子信號進行處理、圖像重建和分析。通過數據處理系統可以對樣品的表面形貌、成分分布等進行定量和定性分析,獲得有關樣品的詳細信息。
除了上述主要組成部分外,還可能配備一些附件和輔助設備,如能量色散X射線光譜儀(EDS)、掃描探針顯微鏡(SPM)等,以擴展其功能和應用范圍。場發射掃描電鏡具有高分辨率、高靈敏度、高深度和大視場等優點,廣泛應用于材料科學、生物學、納米技術等領域的研究和應用中。