生物樣品掃描電鏡是一種多功能的儀器、具有很多*的性能、是用途最為廣泛的一種儀器.它可以進行如下基本分析:
①觀察納米材料,所謂納米材料就是指組成材料的顆粒或微晶尺寸在0.1-100nm范圍內,在保持表面潔凈的條件下加壓成型而得到的固體材料。納米材料具有許多與晶體、非晶態(tài)不同的、*的物理化學性質。納米材料有著廣闊的發(fā)展前景,將成為未來材料研究的重點方向。掃描電鏡的一個重要特點就是具有很高的分辨率?,F(xiàn)已廣泛用于觀察納米材料。
?、谶M口材料斷口的分析:掃描電鏡的另一個重要特點是景深大,圖象富立體感。掃描電鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍,比光學顯微鏡大幾百倍。由于圖象景深大,故所得掃描電子象富有立體感,具有三維形態(tài),能夠提供比其他顯微鏡多得多的信息,這個特點對使用者很有價值。掃描電鏡所顯示餓斷口形貌從深層次,高景深的角度呈現(xiàn)材料斷裂的本質,在教學、科研和生產中,有不可替代的作用,在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析已經工藝合理性的判定等方面是一個強有力的手段。
?、壑苯佑^察大試樣的原始表面,它能夠直接觀察直徑100mm,高50mm,或更大尺寸的試樣,對試樣的形狀沒有任何限制,粗糙表面也能觀察,這便免除了制備樣品的麻煩,而且能真實觀察試樣本身物質成分不同的襯度(背反射電子象)。
?、苡^察厚試樣,其在觀察厚試樣時,能得到高的分辨率和最真實的形貌。掃描電子顯微的分辨率介于光學顯微鏡和透射電子顯微鏡之間,但在對厚塊試樣的觀察進行比較時,因為在透射電子顯微鏡中還要采用復膜方法,而復膜的分辨率通常只能達到10nm,且觀察的不是試樣本身。因此,用掃描電鏡觀察厚塊試樣更有利,更能得到真實的試樣表面資料。
?、萦^察試樣的各個區(qū)域的細節(jié)。試樣在樣品室中可動的范圍非常大,其他方式顯微鏡的工作距離通常只有2-3cm,故實際上只許可試樣在兩度空間內運動,但在掃描電鏡中則不同。由于工作距離大(可大于20mm)。焦深大(比透射電子顯微鏡大10倍)。樣品室的空間也大。因此,可以讓試樣在三度空間內有6個自由度運動(即三度空間平移、三度空間旋轉)。且可動范圍大,這對觀察不規(guī)則形狀試樣的各個區(qū)域帶來極大的方便。
⑥在大視場、低放大倍數(shù)下觀察樣品,用掃描電鏡觀察試樣的視場大。在掃描電鏡中,能同時觀察試樣的視場范圍F由下式來確定:F=L/M式中
F——視場范圍;M——觀察時的放大倍數(shù);L——顯象管的熒光屏尺寸。若掃描電鏡采用30cm(12英寸)的顯象管,放大倍數(shù)15倍時,其視場范圍可達20mm,大視場、低倍數(shù)觀察樣品的形貌對有些領域是很必要的,如刑事偵察和考古。
⑦進行從高倍到低倍的連續(xù)觀察,放大倍數(shù)的可變范圍很寬,且不用經常對焦。掃描電鏡的放大倍數(shù)范圍很寬(從5到20萬倍連續(xù)可調),且一次聚焦好后即可從高倍到低倍、從低倍到高倍連續(xù)觀察,不用重新聚焦,這對進行事故分析特別方便。
⑧觀察生物試樣。因電子照射而發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小。同其他方式的電子顯微鏡比較,因為觀察時所用的電子探針電流?。ㄒ话慵s為10-10
-10-12A)電子探針的束斑尺寸小(通常是5nm到幾十納米),電子探針的能量也比較?。铀匐妷嚎梢孕〉?kV)。而且不是固定一點照射試樣,而是以光柵狀掃描方式照射試樣。因此,由于電子照射面發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小,這一點對觀察一些生物試樣特別重要。
?、徇M行動態(tài)觀察。在掃描電鏡中,成象的信息主要是電子信息,根據(jù)近代的電子工業(yè)技術水平,即使高速變化的電子信息,也能毫不困難的及時接收、處理和儲存,故可進行一些動態(tài)過程的觀察,如果在樣品室內裝有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕等附件,則可以通過電視裝置,觀察相變、斷烈等動態(tài)的變化過程。
?、鈴脑嚇颖砻嫘蚊搏@得多方面資料,在掃描電鏡中,不僅可以利用入射電子和試樣相互作用產生各種信息來成象,而且可以通過信號處理方法,獲得多種圖象的特殊顯示方法,還可以從試樣的表面形貌獲得多方面資料。因為掃描電子象不是同時記錄的,它是分解為近百萬個逐次依此記錄構成的。因而使得掃描電鏡除了觀察表面形貌外還能進行成分和元素的分析,以及通過電子通道花樣進行結晶學分析,選區(qū)尺寸可以從10μm到3μm。
由于掃描電鏡具有上述特點和功能,所以越來越受到科研人員的重視,用途日益廣泛?,F(xiàn)在掃描電鏡已廣泛用于材料科學(金屬材料、非金屬材料、納米材料)、冶金、生物學、醫(yī)學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害(火災、失效分析)鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業(yè)生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。