扫描电子显微镜原理

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电子扫描显微镜原理

电子扫描显微镜原理

电子扫描显微镜原理
电子扫描显微镜(Scanning Electron Microscope,简称SEM)利用电子的波粒二象性和其高速运动特性,在射线物理学原理的基础上运用了多种微观电子学原理和技术,实现对样品的高分辨率成像。

SEM主要原理包括电子源、聚焦系统、扫描系统、检测系统和显像系统。

电子扫描显微镜的基本工作原理如下:首先,通过加热丝或发射钨丝等方式产生高能电子。

这些电子被一个电子枪束缚在一起,形成电子源。

然后,使用一个聚焦系统将电子束聚焦成一个非常细小的束斑,通常为几纳米到几十纳米。

聚焦后的电子束被输入到扫描系统中,该系统由水平和垂直电子束偏转器组成。

这两个偏转器能够控制电子束的位置,使其扫描样品表面。

在扫描过程中,由样品表面反射或散射的电子被检测系统接收。

检测系统主要由二次电子探测器和背散射电子探测器组成。

二次电子探测器检测到从样品表面发射的较低能量电子,而背散射电子探测器检测到从样品底部背散射的高能电子。

通过捕捉这些电子信号,可以获得样品表面不同区域的形貌和组成等信息。

最后,通过显像系统将电子信号转化为可见的图像。

电子信号被放大并转换为亮度差异,以展示样品的微观结构。

显像系统通常采用荧光屏或数字图像处理技术来生成最终的图像。

总的来说,电子扫描显微镜通过控制电子束的发射、聚焦、扫描和检测,以及将电子信号转化为图像的方法,实现了对样品的高分辨率成像。

这种显微镜具有极高的分辨率和放大倍数,可以观察到微小的细节,因此在材料科学、生物学、纳米技术等领域有着广泛的应用。

扫描电子显微镜的构造和工作原理

扫描电子显微镜的构造和工作原理

扫描电子显微镜的构造和工作原理扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,它通过使用聚焦的电子束来替代传统显微镜中使用的光束,从而能够观察到非常小尺寸的物体或细节。

SEM的构造和工作原理如下:构造:1.电子源:SEM使用热电子发射或场致发射的方式产生电子束。

常用的电子源是热丝电子枪,其中一个被称为热阴极的钨丝加热电子产生材料,产生电子束。

2. 电子透镜系统:SEM中有两个电子透镜,分别称为透镜1(即准直透镜)和透镜2(即聚经透镜)。

透镜1和透镜2的作用是使电子束呈现较小的束斑(electron beam spot),从而提高分辨率和放大率。

3. 检测系统:SEM的检测系统包括两个主要部分,即二次电子检测器(Secondary Electron Detector,SED)和回散射电子检测器(Backscattered Electron Detector,BED)。

SED主要用于表面形貌观察,它能够检测到由扫描电子激发的二次电子。

BED则用于分析样品的成分和区分不同物质的特性。

4.微控样品台:SEM中的样品台可以精确调整样品位置,使其与电子束的路径重合,并且可以在不同的方向上转动,以便于观察不同角度的样品。

5.显示和控制系统:SEM使用计算机控制系统来控制电子束的扫描和样品台的移动,并将观察结果显示在计算机屏幕上。

工作原理:1.电子束的生成:SEM中的电子源产生高能电子束。

电子源加热电子发射材料,如钨丝,产生高速电子束。

2.电子透镜系统的聚焦:电子束经过透镜1和透镜2的聚焦,使其呈现出较小的束斑。

3.样品的扫描:样品台上的样品被置于电子束的路径中,并通过微控样品台控制样品的位置和方向。

电子束扫描过样品表面,通过电磁透镜和扫描线圈控制电子束的位置。

4.二次电子和回散射电子的检测:电子束与样品相互作用时,会产生二次电子和回散射电子。

二次电子是由电子束激发样品表面产生的电子,可以用来观察样品的表面形貌。

扫描电子显微镜在纳米材料研究中的应用

扫描电子显微镜在纳米材料研究中的应用

二、纳米材料研究的意义
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(1-100nm)的材料。 由于纳米材料具有尺寸效应、量子效应和表面效应等特殊性质,使得它们在能源、 生物医学、环境等领域具有广泛的应用前景。研究纳米材料的制备、性质和应用, 对于推动科学技术进步和社会发展具有重要意义。
三、扫描电子显微镜在纳米材料 研究中的应用
参考内容
扫描电子显微镜(SEM)是一种高分辨率、高倍率的电子光学仪器,适用于 观察和研究各种材料表面的微观结构和形貌。在无机材料分析中,SEM发挥着重 要的作用,可以帮助研究者深入了解材料的组成、结构和性质。本次演示将介绍 SEM的基本原理和特点,详细讲解SEM在无机材料分析中的应用,并指出使用SEM 时需要注意的问题。
3、技术参数选择:SEM的成像质量和技术参数选择密切相关。在实验过程中, 应根据样品的特性和研究目的选择合适的加速电压、工作距离、扫描速率等参数。
4、数据处理与分析:SEM通常配备有计算机控制系统和图像处理软件,可以 对采集到的信号进行定量分析和数据处理。应注意选择合适的分析方法,并综合 考虑多种因素对实验结果进行准确的评估。
1、形貌观察:SEM可以提供纳米材料的形貌图像,帮助研究者了解材料的颗 粒大小、形状、表面粗糙度等信息。例如,通过观察催化剂颗粒的形貌,可以优 化催化剂的制备工艺,提高催化性能。
2、成分分析:SEM可以结合能谱仪(EDS)对纳米材料进行成分分析。通过 EDS获取的元素分布图,可以了解不同元素在材料中的分布情况,为研究材料的 合成机理和性能提供依据。
5、失效分析:在机械零件失效分析中,扫描电子显微镜可以帮助研究者观 察到微小的裂纹、磨损痕迹等,从而找出失效的原因,为改进材料的性能和延长 使用寿命提供指导。

扫描电子显微镜的原理及应用实验

扫描电子显微镜的原理及应用实验

扫描电子显微镜的原理及应用实验1. 简介扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束扫描样品表面并获取图像的仪器。

相比传统的光学显微镜,扫描电子显微镜具有更高的分辨率和更大的深度视野,能够观察到更加细微的结构和表面形貌。

2. 原理扫描电子显微镜的工作原理是利用电子束与样品相互作用并产生不同信号的原理。

主要包括以下几个步骤:2.1 电子束产生扫描电子显微镜使用热阴极或场发射阴极产生电子束。

电子束经过聚焦系统的聚焦后,形成一个细小的束斑。

2.2 电子束扫描和探测电子束通过扫描线圈进行水平和垂直方向的扫描。

样品的表面与电子束相互作用,产生多种信号,如二次电子(Secondary Electrons,SE)、反射电子(Backscattered Electrons,BSE)等。

2.3 信号响应与检测不同的信号在显微镜中被收集和检测。

二次电子主要用于获得样品表面拓扑信息,反射电子则用于获取样品的组成成分和晶体结构信息。

2.4 图像重建和显示收集到的信号经过放大、调制、转换等处理后,通过显示器显示出样品的图像。

图像的亮度和对比度可以通过调节各种参数来优化。

3. 应用实验3.1 表面形貌观察利用扫描电子显微镜可以观察到样品表面的形貌特征,例如微观纹理、晶体结构等。

这对于材料科学、地球科学以及生物学等领域的研究具有重要意义。

3.2 粒径测量通过扫描电子显微镜观察样品表面的颗粒,可以进行颗粒的粒径测量。

结合适当的图像处理软件,可以对颗粒的大小、形状等进行分析。

3.3 成分分析通过检测反射电子信号,可以分析样品的成分和元素分布情况。

利用能谱仪,可以进行能谱特征分析,获得样品中元素的种类和含量。

3.4 结构分析扫描电子显微镜可以观察到样品的晶体结构和纹理信息。

结合电子衍射技术,可以进一步分析样品中的晶体结构、晶体取向以及晶界等细节。

3.5 故障分析对于材料科学和工程领域的故障分析,扫描电子显微镜是一种常见且有效的工具。

SEM(扫描电子显微镜)的原理

SEM(扫描电子显微镜)的原理

SEM(扫描电子显微镜)的原理
SEM是一种通过高能电子束扫描样品表面并利用其所产生的
信号来形成图像的显微镜。

其原理是利用电子束与样品表面交互所产生的各种信号(如二次电子、反射电子、散射电子、背散射电子等)作为样品表面形貌信息的载体,经过放大和成像后形成对样品表面形貌的图像。

具体来说,SEM的主要原理包括:
1. 高能电子束的产生
SEM使用的电子束通常由热阴极或场发射型阴极产生。

电子
从阴极中发射出来后,经过加速管加速到几千伏至数十万伏的高能电子束。

2. 电子束的聚焦
SEM使用电磁聚焦系统将电子束聚焦到非常小的点上,从而
实现高分辨率成像。

聚焦系统通常由多组圆柱形或双凸透镜组成。

3. 样品表面的交互
高能电子束照射样品表面时,会与样品表面相互作用,产生各种不同的信号。

这些信号包括二次电子、反射电子、散射电子、背散射电子等,它们可以提供关于样品表面形貌、成分和结构的信息。

4. 信号的检测和处理
SEM的检测系统通常由二次电子检测器、反射电子检测器、消旋极检测器等多种类型的检测器组成。

这些检测器负责收集和处理样品表面产生的各种信号,经过放大和成像等处理后,成为最终的SEM图像。

综上所述,SEM主要通过高能电子束和样品表面信号的交互来实现图像的成像和分析。

它能够观察到样品表面微观结构的形貌、成分和表面化学性质等信息,具有广泛的应用价值。

扫描电子显微镜技术的原理与应用

扫描电子显微镜技术的原理与应用

扫描电子显微镜技术的原理与应用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种广泛使用的高分辨率显微镜。

它可以在微观尺度下观察样品的表面形貌和组织结构,其像素大小可达纳米级别,比光学显微镜要好得多。

在本文中,我们将讨论扫描电子显微镜的原理和应用。

一、扫描电子显微镜的原理扫描电子显微镜的原理是使用电子束照射样品,并收集经过样品散射、反射和透射的电子,最终通过电子束与样品交互所产生的信号来生成影像。

1. 电子束的产生和聚焦扫描电子显微镜使用了与电视图像管类似的电子枪来产生电子束。

一个电子枪由阴极、阳极和聚焦环组成。

通过加热阴极,可以产生电子。

这些电子被聚焦环聚集在一起,形成电子束。

2. 样品的制备和载台在扫描电子显微镜中,样品必须制备成非导体或半导体,并且必须被涂上一层导电性物质。

常规的样品制备方法包括金属涂覆、碳涂覆、抛光、薄切片和冷冻切片。

载台是样品固定的地方,通常是由钨或钛制成的。

样品可以通过细长的悬臂臂支撑在载台上,这样可以将样品从离子束或电子束中保护起来。

3. 电子束与样品的交互电子束照射样品后,会与样品的原子和分子产生相互作用。

这些相互作用包括散射、反射和透射。

在样品表面的电子被电子束激发后,它们将从样品中排出,并输送到探测器上。

探测器可以检测到不同能量的电子和不同角度的电子。

这些电子将用于产生显微镜的影像。

4. 影像生成影像的生成从原始信号开始。

原始信号是由样品反射、透射和散射的电子产生的,以及电子束与样品相互作用所产生的次级电子。

次级电子是由于电子束与样品表面相互作用而产生的电子。

次级电子通常与样品表面形貌相关,因此可以用来产生高分辨率的图像。

扫描电子显微镜的成像具有非常高的空间分辨率,可达到亚纳米级别。

它还可以生成非常清晰的表面拓扑图像和物质中各种粒子的组织结构。

二、扫描电子显微镜的应用扫描电子显微镜已广泛应用于各种领域的研究,如材料科学、生物学、地球化学、环境科学、药学、半导体工业、纳米技术等。

扫描电子显微镜工作原理

扫描电子显微镜工作原理

扫描电子显微镜工作原理
扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束扫描样品表面并通过感应信号形成显像的仪器。

其工作原理如下:
1. 电子源发射电子束:SEM中有一个电子枪,用于产生高能电子。

电子枪中通常会使用热阴极,通过加热或电子轰击方式将电子从阴极中释放出来。

2. 高能电子束聚焦:释放出来的电子会受到聚焦系统的控制,将电子束聚焦成一个非常细小的束斑。

聚焦系统通常包括透镜或电磁镜等。

3. 电子束扫描:经过聚焦的电子束被定向扫描到样品表面。

样品通常需要先制备成非导电表面或镀上导电层,以便电子束能够顺利地与样品相互作用。

4. 电子-样品相互作用:电子束与样品表面相互作用会产生多种效应,如散射、反射、透射等。

其中最常用的效应是二次电子发射(secondary electron emission)和后向散射电子(backscattered electron)的产生。

5. 信号收集:通过安装在SEM中的多种探测器,可以收集和测量与电子-样品相互作用相关的信号。

常用的探测器包括:二次电子探测器、后向散射电子探测器、X射线能谱仪等。

6. 信号转换和处理:收集到的信号会经过放大、滤波、数字化
等处理,并转化成图像或谱图。

7. 图像显示:最后,处理好的信号通过计算机和显示器进行图像重建和显示,使得研究人员可以观察到样品表面的微观结构和形貌。

扫描电子显微镜通过以上步骤实现样品表面的高分辨率成像,并能提供有关样品表面化学元素的分布信息。

它在材料科学、生物学、纳米学等领域发挥着重要作用。

扫描电镜sem原理

扫描电镜sem原理

扫描电镜sem原理扫描电子显微镜(SEM)是一种能够使用电子束显微镜对物质表面进行扫描的工具。

它能够提供高分辨率和高放大倍数的图像,从而使研究人员能够观察到非常小的物体。

SEM的工作原理是基于电子与物质相互作用的原因。

SEM工作原理。

SEM中的电子束经过真空开孔镜,进入电子注入系统。

在注入系统中,高能电子被发射出来,并被汇聚到很小的束中。

这束电子经过加速器,变成高速电子,并以光速的1/1000来移动。

电子从注入系统进入到朝向样品的地方磁透镜。

这个地方磁透镜定向电子束,使其在样品表面移动。

电子束会在样品表面中激发出次级电子。

根据次级电子激发的位置和数量,可以使SEM系统产生图像。

这些图像可以显示出样品表面的极高分辨率图像并给出材料的其他实用解析信息。

SEM扫描模式。

SEM系统中有两种常见的扫描模式;扫描和定向模式。

在扫描模式下,样品保持不动,电子束越过样品表面并继续运行,直到样品表面被完全图像化。

扫描模式可以更好地显示更大复杂的表面结构。

在定向模式下,样品物体和电子束被强制缩小并减少,为此,样品经过旋转以增加样品表面的覆盖面积。

该模式也常用于测量薄膜和纤维的厚度。

SEM分辨率。

扫描电子显微镜的分辨率是衡量它性能的重要指标。

分辨率定义为系统能够分辨出的最小特征尺寸。

由于SEM使用电子束而不是光束,因此它能够提供更高的分辨率比传统方法。

分辨率通常取决于电子束的能量、波长、探针尺寸和样品类型。

SEM的分辨率通常低于10纳米。

然而,这些分辨率随着电子束注入系统的改进而不断弥补。

SEM应用。

SEM在广泛的应用中都有所用,主要领域涵盖了材料科学、纳米技术、物理学、生命科学和制药学。

例如,强大的SEM扫描功能可以帮助研究纳米颗粒、生物分子、聚合物和纤维等等。

此外,它还可用于表面形貌分析、样品成像和化学成分分析。

最近,SEM的使用在智能交通、工业流程监测和环境科学中也有所应用。

总之,扫描电子显微镜是一种非常有用的工具,能够生成高清晰度和高分辨率的图像,重要的领域涵盖了许多不同的科学研究领域,是材料科学及制药学等行业的必备设备。

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扫描电子显微镜原理扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。

1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。

经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到1956年开始生产商品扫描电镜。

近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展。

一.扫描电镜的特点和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:(一) 能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单,不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大,图象富有立体感。

扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广,分辨率也比较高。

可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。

分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二.扫描电镜的结构和工作原理(一) 结构1.镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。

其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。

2.电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。

在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。

通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。

检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。

3.电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。

显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。

4.真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10(4~10(5托的真空度。

电源系统供给各部件所需的特定的电源。

(二) 工作原理从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。

在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。

这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。

显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图像反映了样品表面的形貌特征。

第二节扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。

扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。

一.样品的初步处理(一) 取材取材的基本要求和透射电镜样品制备相同,可参考第十四章超薄切片技术中所提的要求。

但是,对扫描电镜来说,样品可以稍大些,面积可达8mm×8mm,厚度可达5mm。

对于易卷曲的样品如血管、胃肠道粘膜等,可固定在滤纸或卡片纸上,以充分暴露待观察的组织表面。

(二) 样品的清洗用扫描电镜观察的部位常常是样品的表面,即组织的游离面。

由于样品取自活体组织,其表面常有血液、组织液或粘液附着,这会遮盖样品的表面结构,影响观察。

因此,在样品固定之前,要将这些附着物清洗干净。

清洗的方法有以下几种:1.用等渗的生理盐水或缓冲液清洗;2.用5%的苏打水清洗;3.用超声震荡或酶消化的方法进行处理。

例如清洗肠粘膜表面的粘液,可用下面的方法:清洗液配方:透明质酸酶300 (gα—糜蛋白酶10 mg生理盐水100 ml清洗液的pH为5.5~6。

清洗的方法是将样品浸泡在配好的清洗液中,边浸泡边震荡30分钟,最后用双蒸水洗3次。

无论用哪种清洗方法,注意在清洗时不要损伤样品。

(三) 固定固定所用的试剂和透射电镜样品制备相同,常用戊二醛及锇酸双固定。

由于样品体积较大,固定时间应适当延长。

也可用快速冷冻固定。

(四) 脱水样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水,然后进入中间液,一般用醋酸异戊酯作中间液。

二.样品的干燥扫描电镜观察样品要求在高真空中进行。

无论是水或脱水溶液,在高真空中都会产生剧烈地汽化,不仅影响真空度、污染样品,还会破坏样品的微细结构。

因此,样品在用电镜观察之前必须进行干燥。

干燥的方法有以下几种:(一) 空气干燥法空气干燥法又称自然干燥法,就是将经过脱水的样品,让其暴露在空气中使脱水剂逐渐挥发干燥。

这种方法的最大优点是简便易行和节省时间;它的主要缺点是在干燥过程中,组织会由于脱水剂挥发时表面张力的作用而产生收缩变形。

因此,该方法一般只适用于表面较为坚硬的样品。

(二) 临界点干燥法临界点干燥法是利用物质在临界状态时,其表面张力等于零的特性,使样品的液体完全汽化,并以气体方式排掉,来达到完全干燥的目的。

这样就可以避免表面张力的影响,较好地保存样品的微细结构。

此法操作较为方便,所用的时间也不算长,一般约2~3小时即可完成,所以是最为常用的干燥方法。

但用此法,需要特殊仪器设备。

临界点干燥是在临界点干燥仪中进行的,操作步骤如下:1.固定、脱水:按常规方法进行。

如样品是用乙醇脱水的,在脱水至100%后,要用纯丙酮置换15~20分钟。

2.转入中间液:由纯丙酮转入中间液醋酸异戊酯中,时间约15~30分钟。

3.移至样品室:将样品从醋酸异戊酯中取出,放入样品盒,然后移至临界点干燥仪的样品室内,盖上盖并拧紧以防漏气。

4.用液体二氧化碳置换醋酸异戊酯:在达到临界状态(31(C , 72.8大气压)后,将温度再升高10(C,使液体二氧化碳气化,然后打开放气阀门,逐渐排出气体,样品即完全干燥。

(三) 冷冻干燥法冷冻干燥法是将经过冷冻的样品置于高真空中,通过升华除去样品中的水分或脱水剂的过程。

冷冻干燥的基础是冰从样品中升华,即水分从固态直接转化为气态,不经过中间的液态,不存在气相和液相之间的表面张力对样品的作用,从而减轻在干燥过程中对样品的损伤。

冷冻干燥法有两种,即含水样品直接冷冻干燥和样品脱水后冷冻干燥。

1.含水样品直接冷冻干燥法1.1 取材固定:按常规方法进行。

1.2 置于冷冻保护剂中:将样品置于冷冻保护剂中浸泡数小时。

常用的冷冻保护剂为10%~20%二甲基亚砜水溶液,或15%~40%甘油水溶液。

1.3 骤冷:将经过保护剂处理的样品迅速投入用液氮预冷至(150(C的氟利昂冷冻剂中,使样品中的水分很快冻结。

1.4 干燥:将已冻结的样品移到冷冻干燥器内已预冷的样品台上,抽真空,经几小时或数天后,样品即达到干燥。

本方法不需要脱水,避免了有机溶剂对样品成分的抽提作用,不会使样品收缩,也是较早使用的方法。

但是,由于花费时间长,消耗液氮多,容易产生冰晶损伤,因此未被广泛应用。

2.样品脱水后冷冻干燥样品用乙醇或丙酮脱水后过渡到某些易挥发的有机溶剂中,然后连同这些溶剂一起冷冻并在真空中升华而达到干燥。

和前一种方法比较,本方法的优点是不会产生冰晶损伤,且干燥时间短。

不足之处是有机溶剂对样品成分有抽提作用,造成部分内含物丢失。

乙腈(acetonitrile)真空干燥法:这是一种利用乙腈在急速蒸发时会冷却固化的性质将样品干燥的方法。

其操作步骤如下:(1). 固定、水洗:按常规方法进行。

(2). 乙腈置换:使用50%?70%?80%?90%的乙腈水溶液置换,最后用100%乙腈代替,每步骤15~20分钟。

(3). 干燥:至纯乙腈时,放入真空镀膜台抽真空,乙腈和样品在真空中很快致冷而被冻结(冻结的温度为(45(C),变成冰状固体。

然后继续抽真空,使冻结的乙腈升华,约需30分钟,样品即达干燥。

样品干燥后要粘在样品台上。

对于不镀膜而直接观察的样品,必须用导电胶来粘固;对于要镀膜的样品,则可以用胶水或万能胶来代替,微细的样品如粉末、纤维等也可用双面胶纸来粘贴。

三.样品的导电处理生物样品经过脱水、干燥处理后,其表面不带电,导电性能也差。

用扫描电镜观察时,当入射电子束打到样品上,会在样品表面产生电荷的积累,形成充电和放电效应,影响对图象的观察和拍照记录。

因此在观察之前要进行导电处理,使样品表面导电。

常用的导电方法有以下几种:(一) 金属镀膜法金属镀膜法是采用特殊装置将电阻率小的金属,如金、铂、钯等蒸发后覆盖在样品表面的方法。

样品镀以金属膜后,不仅可以防止充电、放电效应,还可以减少电子束对样品的损伤作用,增加二次电子的产生率,获得良好的图象。

1.真空镀膜法真空镀膜法是利用真空膜仪进行的。

其原理是在高真空状态下把所要喷镀的金属加热,当加热到熔点以上时,会蒸发成极细小的颗粒喷射到样品上,在样品表面形成一层金属膜,使样品导电。

喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起作用以及有高的二次电子产生率、膜本身没有结构。

现在一般选用金或金和碳。

为了获得细的颗粒,有用铂或用金—钯、铂—钯合金的。

金属膜的厚度一般为10nm~20nm。

真空镀膜法所形成的膜,金属颗粒较粗,膜不够均匀,操作较复杂并且费时,目前已经较少使用。

2.离子溅射镀膜法在低真空(0.1~0.01乇)状态下,在阳极与阴极两个电极之间加上几百至上千伏的直流电压时,电极之间会产生辉光放电。

在放电的过程中,气体分子被电离成带正电的阳离子和带负电的电子,并在电场的作用下,阳离子被加速跑向阴极,而电子被加速跑向阳极。

如果阴极用金属作为电极(常称靶极),那么在阳离子冲击其表面时,就会将其表面的金属粒子打出,这种现象称为溅射。

此时被溅射的金属粒子是中性,即不受电场的作用,而靠重力作用下落。

如果将样品置于下面,被溅射的金属粒子就会落到样品表面,形成一层金属膜,用这种方法给样品表面镀膜,称为离子溅射镀膜法,图15(3显示该法的原理。

图15(3 离子溅射镀膜法原理图和真空镀膜法比较,离子溅射镀膜法具有以下优点:(1)由于从阴极上飞溅出来的金属粒子的方向是不一致的,因而金属粒子能够进入到样品表面的缝隙和凹陷处,使样品表面均匀地镀上一层金属膜,对于表面凹凸不平的样品,也能形成很好的金属膜,且颗粒较细。

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