臺式掃描電鏡

　　簡介

　　臺式掃描電子顯微鏡（Desktop Scanning Electron Microscope, Desktop SEM）的概念是由美國FEI公司（1997年原FEI和飛利浦電子光學(xué)合并而成)提出的，并于2006年正式發(fā)布了旗下的Phenom臺式掃描電鏡，而后于2009年成立Phenom-World公司，專業(yè)研發(fā)并生產(chǎn)臺式掃描電鏡。相較于傳統(tǒng)大型SEM，臺式掃描電鏡具有體積小巧、操作簡便、價格便宜、快速抽真空、不用噴金測量不導(dǎo)電樣品等優(yōu)勢，而且它的放大倍數(shù)可高達130,000倍。此類新型儀器的出現(xiàn)填補了光學(xué)顯微鏡與傳統(tǒng)大型掃描電子顯微鏡之間的空白區(qū)域，可廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、納米顆粒、生物醫(yī)學(xué)、食品藥品、紡織纖維、地質(zhì)科學(xué)等諸多領(lǐng)域。

　　設(shè)計背景

　　隨著科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)進入了納米領(lǐng)域，人們對顯微技術(shù)、顯微儀器的要求越來越高，需求也日益增長。

　　光學(xué)顯微鏡價格便宜，操作簡單，但由于可見光波長的限制，其放大倍數(shù)只能達到1000倍左右；傳統(tǒng)大型掃描電子顯微鏡有效放大倍數(shù)可以達到數(shù)萬倍，具有大景深，是當(dāng)前材料科學(xué)、生物科學(xué)領(lǐng)域最常用的表征手段之一，但其投資巨大，而且需要經(jīng)過嚴格培訓(xùn)的操作人員，使用不便。

　　為了解決這一矛盾，美國FEI公司在2004年提出了臺式掃描電鏡的概念。不同于傳統(tǒng)大型掃描電鏡，臺式掃描電鏡是一種全新的設(shè)計，其結(jié)合了光學(xué)顯微鏡與傳統(tǒng)掃描電鏡的優(yōu)點。既保留的掃描電鏡較高的放大倍數(shù)和大景深，同時體積小、操作簡便，價格僅為傳統(tǒng)電鏡的幾分之一，逼近高端光學(xué)顯微鏡的價格。

　　組成

　　真空系統(tǒng)：一般采用機械泵與分子泵聯(lián)動

　　電子槍：一般為CeB6（六硼化鈰）或鎢燈絲，其中鎢燈絲的壽命較短，僅為40-100小時，需頻繁更換，CeB6燈絲壽命超過1500小時，且亮度更高。目前尚沒有采用場發(fā)射（Field Emission）的臺式掃描電鏡。

　　電磁透鏡

　　探測器：背散射電子或二次電子探測器

　　特點

　　放大倍數(shù)高（相對光學(xué)顯微鏡）

　　成像速度快

　　大景深

　　體積小巧

　　操作簡便

　　價格便宜

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　調(diào)查表明接近90%的SEM圖片是在2萬倍以下拍攝的，因此臺式掃描電鏡可以滿足絕大多數(shù)傳統(tǒng)SEM用戶的需求，其應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，包括：

　　粉末、金相、制藥、造紙、半導(dǎo)體、微電子、生命科學(xué) ……