日立掃描電鏡的工作原理是由電子槍發(fā)射出來直徑為50μm(微米)的電子束，在加速電壓的作用下經(jīng)過磁透鏡系統(tǒng)會聚，形成直徑為5nm(納米)的電子束，聚焦在樣品表面上，在第二聚光鏡和物鏡之間偏轉(zhuǎn)線圈的作用下，電子束在樣品上做光柵狀掃描，同時同步探測入射電子和研究對象相互作用后從樣品表面散射出來的電子和光子，獲得相應(yīng)材料的表面形貌和成分分析。
從材料表面散射出來的二次電子的能量一般低于50 ev，其大多數(shù)的能量約在2～3 ev。因為二次電子的能量較低，只有樣品表面產(chǎn)生的二次電子才能跑出表面，逃逸深度只有幾個納米，這些信號電子經(jīng)探測器收集并轉(zhuǎn)換為光子，再通過電信號放大器加以放大處理，終成像在顯示系統(tǒng)上。日立掃描電鏡工作原理的特殊之處在于把來自二次電子的圖像信號作為時像信號，將一點(diǎn)一點(diǎn)的畫面“動態(tài)”地形成三維的圖像。
日立掃描電鏡*知識！
1.光學(xué)顯微鏡以可見光為介質(zhì)，電子顯微鏡以電子束為介質(zhì)，由于電子束波長遠(yuǎn)較可見光小，故電子顯微鏡分辨率遠(yuǎn)比光學(xué)顯微鏡高。光學(xué)顯微鏡放大倍率高只有約1500倍，掃描式顯微鏡可放大到10000倍以上。
2.根據(jù)de broglie波動理論，電子的波長僅與加速電壓有關(guān)：
λe=h/mv=h/(2qmv)1/2=12.2/(v)1/2(å)
在10 kv的加速電壓之下，電子的波長僅為0.12å，遠(yuǎn)低于可見光的4000-7000å，所以電子顯微鏡分辨率自然比光學(xué)顯微鏡優(yōu)越許多，但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在50-100å之間，電子與原子核的彈性散射與非彈性散射的反應(yīng)體積又會比原有的電子束直徑增大，因此一般穿透式電子顯微鏡的分辨率比掃描式電子顯微鏡高。
3.日立掃描電鏡有一重要特色是具有超大的景深，約為光學(xué)顯微鏡的300倍，使得掃描式顯微鏡比光學(xué)顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的樣品。
4.日立掃描電鏡其系統(tǒng)設(shè)計由上而下，由電子槍射電子束，經(jīng)過一組磁透鏡聚焦聚焦后，用遮蔽孔徑選擇電子束的尺寸后，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡聚焦，打在樣品上，在樣品的上側(cè)裝有訊號接收器，用以擇取二次電子或背向散射電子成像。