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扫描电子显微镜

Scanning Electron Microscope

 
 
 
 
 

日志

 
 

激光共聚焦显微镜、扫描电镜、原子力显微镜三者区别  

2012-12-08 00:40:22|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 作者:驰奔

三者都是点源逐点扫描成像,通过控制扫描范围和扫描速度,调节放大倍数和图像质量,其主要区别如下:

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 蔡司激光共聚焦扫描显微镜                       布鲁克原子力显微镜                            扫描电镜

1、极限分辨率不同, 缘于放大信号源的差异

      激光共聚焦:极限分辨率  150nm.  采用极纯单色短波可见光做光源成像,通过更换物镜可改变分辨率和图像质量。

      扫描电镜:根据电子枪发射原理不同,当前技术的极限分辨率20nm~0.8nm. 采用电子光学成像。主要通过改变电磁透镜的焦距来改变分辨率。

      原子力显微镜:极限分辨率0.1nm,采用杠杆放大激光测距成像!扫描针尖的曲率半径决定分辨率。
2、扫描驱动方式不同

     激光共聚焦:激光光源非常细,使用计算机控制的激光转镜控制激光扫描范围和扫描速度,从而控制放大倍数和图像质量。
     扫描电镜:计算机控制的扫描线圈控制电子束扫描范围和扫描速度,从而调节放大倍数和图像质量。

     原子力显微镜:计算机控制的压电位移传感器驱动样品台X,Y 方向扫描,实现扫描范围和扫描速度调控,从而改变放大倍数和图像质量。

3、立体成像的差别
      激光共聚焦:通过纳米精度步进电机驱动样品在Z轴方向逐层成像,然后软件将设定的各层图像合成清晰立体图像。

                           图像景深是Z周驱动范围决定.

       扫描电镜: 单帧图像具有很大景深,但属于二维图像,通过立体对技术可实现三维成像。

       原子力显微镜:成像的本质就是测量表面每个像素点的高低,描绘出立体形貌。所以每个像素Z方向的数据必须是精确的,否则形貌不准确。传统采用管式驱动器,X/Y方向摇摆扫描,造成图像失真,再现性差。最新的采用独立X、Y扫描驱动器,形貌精确。

4、工作环境差别
      激光共聚焦和原子力显微镜可以在大气环境中进行测试样品

      一般扫描电镜必须在高真空环境下进行测试样品

5、应用范围差别
     激光共聚焦:几倍    ~ 几千倍,样品制备简单

     扫描电镜 :几倍~几十万倍,样品制备稍微复杂一些,但总体也很简单

     原子力显微镜:几万倍~几千万倍, 要求样品非常平坦,样品制备很难。例如A4纸过于粗糙,无法观测。

 6、价格差别

      激光共聚焦:10-20万美元   
      原子力显微镜:5~20万美元
      扫描电镜:6~70万美元

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