微觀世界是一個(gè)極其微小卻又無比豐富的領(lǐng)域。在材料科學(xué)中,材料的性能往往取決于其微觀結(jié)構(gòu),如晶體的排列方式、原子的分布等。微觀層面的信息對(duì)于科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要,了解這些微觀特征,能夠幫助科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出更優(yōu)異的材料,應(yīng)用于航空航天、電子設(shè)備等眾多領(lǐng)域。
然而,要深入探究微觀世界,工具是非常重要的。近年來,掃描電鏡相關(guān)話題熱度持續(xù)攀升,尤其是在材料科學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注。掃描電鏡作為一種能夠提供高分辨率微觀圖像的儀器,在材料表征、生物樣本觀察等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
1、緊湊外觀,靈活放置
臺(tái)式掃描電鏡不像傳統(tǒng)的大型掃描電鏡那樣需要占據(jù)大量的空間。外型緊湊這一特點(diǎn)使其能夠放置在桌面上,大大地節(jié)省了空間。與立式電鏡相比,它不需要專門預(yù)留大量的空間來安置整個(gè)電鏡系統(tǒng)。這種緊湊性不僅方便在實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)桌面上使用,還使其能夠適應(yīng)特殊環(huán)境,如手套箱、車廂等,為科研工作者提供了更多的使用場景選擇。
與立式電鏡對(duì)比除了空間優(yōu)勢外,臺(tái)式掃描電鏡在特殊環(huán)境下的適應(yīng)性更為突出。立式電鏡往往受到環(huán)境限制,而臺(tái)式電鏡其設(shè)計(jì),能夠在一些較為狹窄或特殊的空間內(nèi)正常工作。例如,在一些需要在移動(dòng)車輛中進(jìn)行即時(shí)檢測的場景,或者在有限空間的實(shí)驗(yàn)室手套箱內(nèi)進(jìn)行微觀觀察時(shí),臺(tái)式掃描電鏡都能展現(xiàn)出其優(yōu)勢。這種靈活性為科研工作者提供了很大的便利。
2、強(qiáng)大功能,滿足多樣需求
(1)高分辨率成像
提供優(yōu)于4nm(SE),優(yōu)于8nm(BSE)@20kV的空間分辨率。
(2)快速抽放氣系統(tǒng)
采用的真空系統(tǒng)設(shè)計(jì),具備快速抽放氣的功能??s短用戶的等待時(shí)間,提高工作效率,還能更好地適應(yīng)一些需要快速檢測的場景。
(3)高易用性操作
具有自動(dòng)合軸、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)消像散以及一鍵圖像增強(qiáng)等功能。用戶無需過多的專業(yè)知識(shí)和復(fù)雜的人工操作,就能快速獲得高質(zhì)量的拍攝圖片。即使是初學(xué)者,也能在短時(shí)間內(nèi)掌握電鏡的基本操作。
(4)大樣品倉設(shè)計(jì)(部分機(jī)型)
CEM3000A型號(hào)的電鏡在保證較小外型尺寸的同時(shí),擁有比肩立式電鏡的大倉室。這個(gè)大樣品倉可以容納更大尺寸的樣品或多個(gè)常規(guī)尺寸的樣品,為一些需要對(duì)大尺寸樣品進(jìn)行微觀分析的研究提供了便利。
(5)高抗振防磁性能
具有優(yōu)秀的抗干擾能力,特別是CEM3000B型號(hào)采用了特殊的復(fù)合抗振手段,將抗振性能提升到了新的高度。這種高抗振防磁性能確保了電鏡在復(fù)雜環(huán)境下仍然能夠穩(wěn)定工作,為科研人員提供準(zhǔn)確可靠的微觀圖像。
(6)可選配低真空系統(tǒng)
提供了可選配的低真空系統(tǒng),用戶可以根據(jù)樣品的特性自由設(shè)定電鏡樣品倉內(nèi)的真空度(倉內(nèi)真空度低可達(dá)100Pa)。這使得該電鏡能夠適應(yīng)更多種類的樣品,無論是對(duì)真空度要求較高的常規(guī)樣品,還是一些需要在低真空環(huán)境下觀察的特殊樣品,都能得到很好的觀測。
3、豐富的技術(shù)參數(shù),保障性能
(1)電子槍與加速電壓
采用鎢燈絲的電子槍有良好的穩(wěn)定性和發(fā)射性能。CEM3000加速電壓范圍為1 - 20kV,科研人員可以根據(jù)樣品的特性選擇合適的加速電壓。較低的加速電壓適合觀察一些對(duì)電子束敏感的樣品,避免過度損傷樣品;而較高的電壓則可用于穿透較厚的樣品或獲取更清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。
(2)放大倍數(shù)與探測器
電鏡的放大倍數(shù)范圍為電子圖:40 - 200,000×(可選配大圖拼接)。這一寬廣的放大倍數(shù)范圍使得它能夠適應(yīng)從宏觀到微觀的不同觀測需求。在低放大倍數(shù)下,可以觀察樣品的整體形態(tài);而在高放大倍數(shù)下,則可以深入探究樣品的微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。大圖拼接功能進(jìn)一步擴(kuò)展了觀測視野,對(duì)于一些較大尺寸的樣品,可以通過拼接圖像獲得完整的微觀形貌。同時(shí),該系列電鏡標(biāo)配二次電子探頭和背散射電子探頭(四象限高分辨探頭)。二次電子探頭主要用于獲取樣品表面的形貌信息,它對(duì)樣品表面的起伏和粗糙度較為敏感;背散射電子探頭則可以提供樣品內(nèi)部的成分信息,通過分析背散射電子的強(qiáng)度和分布,可以了解樣品內(nèi)部不同元素的分布情況。兩種探頭的結(jié)合使用,為全面分析樣品提供了有力的手段。
(3)真空系統(tǒng)與樣品臺(tái)
如前所述,真空系統(tǒng)具有高真空和低真空兩種模式,不同機(jī)型的抽真空時(shí)間也有所不同。樣品臺(tái)的設(shè)計(jì)也各有特點(diǎn),CEM3000A機(jī)型的自動(dòng)軸包括X,Y,T,手動(dòng)軸包括R,Z;CEM3000B機(jī)型的自動(dòng)軸為X,Y,手動(dòng)軸為R,Z。樣品臺(tái)的行程范圍也各有不同,這些設(shè)計(jì)保證了樣品臺(tái)的動(dòng)作精度和高重復(fù)性,能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)樣品到所需的觀測位置。
在不同領(lǐng)域應(yīng)用時(shí),CEM3000系列臺(tái)式掃描電鏡通過搭配不同的探頭來接收不同的信號(hào),同時(shí)利用自身的多種功能,如高分辨率、自動(dòng)調(diào)節(jié)等,對(duì)樣品進(jìn)行全面的分析。例如,在材料科學(xué)中,搭配二次電子探頭和背散射電子探頭,結(jié)合高分辨率成像功能,可以清晰地觀察到材料的微觀結(jié)構(gòu)和成分;在生物醫(yī)療領(lǐng)域,搭配適合生物樣本的探頭,利用自動(dòng)調(diào)節(jié)功能確保成像質(zhì)量,從而更好地觀察生物樣本的微觀特征。
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