【正文】 最后，感謝為我們授課的老師們和我的同學(xué)們。作為他們的孩子，我秉承了他們樸實、堅韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰(zhàn)勝前進路上的艱難險阻；也因為他們的日夜辛勞，我才有機會如愿完成自己的大學(xué)學(xué)業(yè)，進而取得進一步發(fā)展的機會。另外，我必須感謝我的父母。滴水之恩，當(dāng)以涌泉相報，師恩重于山，師恩難報。謹(jǐn)向我的論文指導(dǎo)老師方房俊卓副教授致以最誠摯的謝意！房老師不僅在學(xué)業(yè)上言傳身教，而且以其高尚的品格給我以情操上的熏陶?；叵朐诖髮W(xué)求學(xué)的四年，心中充滿無限感激和留戀之情。磁透鏡極靴形狀對其電子光學(xué)參量的影響[J]. 電子顯微學(xué)報. 1996(01): 55~58 [10] 沈一騎. 只有儀器操作者耐心細(xì)致的操作才能最終獲得清晰簡潔、信息豐富和富有美感的圖像。操作者在觀察樣品前應(yīng)對樣品有充分的了解，觀察時從低倍到高倍逐級聚焦，遵循“高倍聚焦，低倍照相”的原則。在觀察前，應(yīng)做好燈絲對中、光鑭合軸、消像散等儀器調(diào)節(jié)工作，并選擇合適的加速電壓、探針電流和工作距離等條件，以保證儀器處于最佳的觀察狀態(tài)。對于生物樣品，必須進行冷凍干燥或超臨界干燥或用鋨酸固定，這樣才能保持生物組織原貌不破壞。粉未樣品應(yīng)充分干燥、分散，若導(dǎo)電性差應(yīng)鍍導(dǎo)電膜。如要觀察納米尺度的樣品，就必須選擇場發(fā)射電鏡，只有場發(fā)射電鏡才能具備納米尺度的分辨率；如果要觀察生物活體或含水樣品，必須使用環(huán)境掃描電鏡，才能滿足在低真空條件下觀察的條件。因此一般情況下，對比度應(yīng)控制在170以下。 對比度和亮度 圖311 不同對比度與亮度的SEM圖像對比根據(jù)所需圖像的要求選擇不同的對比度與亮度，一般對比度在160左右，亮度在8左右，但可依據(jù)個人喜好與需要選擇對比度與亮度的值。通過對比，掃描速度越慢所得到的圖像效果越好。在掃描電鏡中通常依靠激勵分組排列的電磁線圈來實現(xiàn)掃描。圖38為不同工作距離的效果對比圖。而強透鏡的焦距小，就要求小的工作距離，如WD=5mm。在高分辨率工作時，希望提高分辨率，要求獲得較小的束斑，就必須使用短焦距的強磁物鏡。這時都需要進行電磁對中的調(diào)整[16]。因此調(diào)整是必要的電磁對中調(diào)整：當(dāng)燈絲對中和機械對中調(diào)節(jié)到最佳后，使用一段時間，燈絲有少許的變形，使得電子源和透鏡主軸少許偏離，通過調(diào)節(jié)電磁對中，可以校正這種偏離。隨著組件精密度的提高，機械調(diào)整量很小。電子槍整體的機械對中。柵極（韋氏帽）孔一般為500μm，燈絲尖端直徑約為100微米，調(diào)節(jié)對中靠人的眼鏡，因此不同人的調(diào)節(jié)有較大誤差。分三個部分， 燈絲對中： 燈絲和柵極光闌孔對中。一般叫做電子槍引入的球差。圖37為對生物樣品做不同處理的效果對比圖。 (2)在樣品的干燥過程盡可能減少樣品變形。對于此類樣品，在金屬鍍膜前，一般都需經(jīng)過固定、脫水、干燥等處理，如不經(jīng)處理或處理不當(dāng)，就會造成樣品損傷和變形，出現(xiàn)各種假像，因此對每一處理步驟都應(yīng)給予重視。如要觀察其斷面或內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，經(jīng)斷裂、解剖或酶消化、蝕刻等再裝臺、鍍膜處理，即可進行觀察拍照。主要分兩大類，一類為含水量少的硬組織，如毛發(fā)、牙齒及植物的花粉、孢子、種子等。首先介紹二次電子像的生物樣品制備技術(shù)。 掃描電鏡的功能很多，不同的功能對樣品的要求不同。而大多數(shù)的生物樣品都是柔軟而且含大量水分的。在某些情況下掃描電鏡也可采用復(fù)型樣品。否則，在電子束照射到該樣品上時，會形成電子堆積，阻擋入射電子束進入和樣品內(nèi)電子射出樣品表面。 A B C D圖36 A、C為分散程度差樣品，B、D為分散程度好樣品的SEM照片樣品直徑和厚度一般從幾毫米到幾厘米，視樣品的性質(zhì)和電鏡的樣品室空間而定。C樣品顆粒呈團聚狀態(tài)，雖然噴過導(dǎo)電膜，但由于顆粒與顆粒之間點支撐，導(dǎo)電膜沒有充分包覆樣品顆粒，無法使之與底部的導(dǎo)電膠帶連接，因而沒有起到導(dǎo)電目的，使圖像效果差。圖36中A、C為直接撤在導(dǎo)電膠帶上的聚合物微球樣品的SEM照片，B為用酒精分散后滴在導(dǎo)電膠帶上的聚合物微球的SEM照片，D為用撤在導(dǎo)電膠帶上的且輕輕刮平的聚合物微球樣品的SEM照片。 掃描電鏡的固體材料樣品制備一般是非常方便的，只要樣品尺寸適合，就可以直接放到儀器中去觀察。大多數(shù)能譜探頭從11號元素鈉開始分的形貌時，蒸鍍到樣品表面的金顆粒就可以觀察到，影響樣品精細(xì)形貌的表征。并不是所有樣品都需要鍍金膜。一般SEM形貌觀察時，蒸鍍小于10nm厚的金導(dǎo)電膜。樣品鍍金膜后，二次電子產(chǎn)率提高，圖像信號增強，分辨率提高，如圖35C、D所示。要忠實再現(xiàn)樣品的表面形貌，薄膜的厚度盡量以薄為好，但是如果樣品表面形貌復(fù)雜，薄膜太薄而形不成連續(xù)膜的話，常常會產(chǎn)生荷電現(xiàn)像[13]。如果像散調(diào)不好，最大的可能就是光欄、鏡筒污染，需要清洗鏡筒，清洗或更換光欄。像散的影響因素較多，電鏡設(shè)計時把它設(shè)計成可調(diào)的。電磁透鏡的分辨本領(lǐng)只比光學(xué)透鏡提高一千倍左右[12]。 由于上述像差的存在， 雖然電子波長只有光波長的十萬分之一左右，但尚不能使電磁透鏡的分辨率提高十萬倍。能量大的電子在距透鏡中心比較遠(yuǎn)的地點聚焦，而能量較低的電子在距透鏡中心比較近的地點聚焦。磁場不同方向?qū)﹄娮拥恼凵淠芰Σ灰粯?，電子?jīng)透鏡后形成界面為橢圓狀的光束，使圓形物點的像變成了一個漫射圓斑。遠(yuǎn)軸電子通過透鏡時被折射得比近軸電子要厲害得多，因而有同一物點散射的電子經(jīng)過透鏡后不交在一點上，而是在透鏡像平面上變成了一個漫射圓斑。然而到目前為止， nm的水平，這是因為電磁透鏡存在球差、像散及色差等各種缺陷——像差造成的。 圖33　二次電子像的襯度取決于加速電壓的不同電子波波長很短，在100KV的加速電壓下， nm。加速電圧在3kV時，原子序數(shù)小、薄晶體相互重疊，當(dāng)加速電圧提高到10kV時，重疊在下面的晶體變得透明，看上去像是飄浮起來的晶體，其發(fā)亮的部分是因為從晶體背面發(fā)射的二次電子被檢測了出來，發(fā)暗的部分可能是由于下面晶體重疊不能發(fā)射二次電子的原因。此外，提高加速電圧，邊緣效應(yīng)也變得明顯，因此，為了觀察表面使用低加速電圧較好。如果提高加速電圧，樣品內(nèi)部中的信息成為背底，樣品表面的襯度降低。而且，加速電壓越高，電子束越容易聚集變細(xì)，易得到高分辨率，受外界干擾也較少，故合適于高倍觀察[10]。加速電壓越低，荷電效應(yīng)越小，使圖像質(zhì)量改善，灰度層次豐富而且電子束造成的損傷也減弱。加速電壓越高，電子深入樣品的深度大，散射區(qū)域范圍擴大。目前掃描電鏡電子槍的發(fā)射材料主要有：鎢、LaB6，YB6，等制造，其中W、LaB6應(yīng)用最多[9]，圖31為鎢燈絲和場發(fā)射燈絲效果對比圖。電子槍是掃描電子顯微鏡電子光學(xué)系統(tǒng)主要部件之一，從電子槍陰極（燈絲）發(fā)射的電子，在加速電場（靜電透鏡）中匯聚形成的第一個最小光斑稱作電子源，電子源是作為電磁透鏡成像系統(tǒng)的“物”而存在，電子源可被電磁透鏡放大和縮?。⊕呙桦婄R電磁透鏡，按照高斯成像規(guī)則，對電子源進行縮?。?，電子源的亮度和電子能量分散是電鏡電子槍的兩個重要性能指標(biāo)。熱式能維持較佳的發(fā)射電流穩(wěn)定度，并能在較差的真空度下(109 torr)操作。它的另一缺點是發(fā)射的總電流最小。2500K(此過程叫做 能量散布最小，故能改善在低電壓操作的效果。由于超高真空設(shè)備價格極為高昂，所以一般除非需要高分辨率 SEM，否則較少采用場發(fā)射電子槍。第一(上)陽極主要是改變場發(fā)射的拔出電壓(extraction voltage)，以控制針尖場發(fā)射的電流強度，而第二(下)陽極主要是決定加速電壓，以將電子加速至所需要的能量。場發(fā)射槍通常以上下一組陽極來產(chǎn)生吸取電子、聚焦、及加速電子等功能。目前常見的場發(fā)射電子槍有兩種：冷場發(fā)射式(cold field emission , FE)，熱場發(fā)射式(thermal field emission ,TF) 當(dāng)在真空中的金屬表面受到 108V/cm 大小的電子加速電場時，會有可觀數(shù)量的電子發(fā)射出來，此過程叫做場發(fā)射，其原理是高 電場使電子的電位障礙產(chǎn)生肖特基效應(yīng)，亦即使能障寬度變窄，高度變低，因此肖特基效應(yīng)發(fā)射出來，因此可得極細(xì)而又