环境扫描的三种主要模式

作者&投稿:松彦 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
什么是环境扫描~

环境扫描的概念最早是由美国哈佛商学院教授FrancisAguilar在1967年提出的,他认为环境扫描是指获取和利用外部环境中有关事件信息、趋势信息和关系信息的行为,以协助企业的高级管理层制定其未来行动的计划
阿吉拉尔(F.J.Aguilar)早在20世纪60年代就提出“环境扫描”这一概,他对环境扫描的定义是一个公司对外部环境有关事件及相互关联的信息进行动态扫描,了解其动向以帮助高层领导规划企业未来的发展方向

扫描本来是用在机器的功能上的,但是在现在的经济市场我们是应该对每个行业每个项目都要进行市场环境扫描的。这是为了大局着想,要看看它的市场前景如何,有不有潜在市场!那怎么来扫描呢?1.消费需求。2.宏观市场。3.同行竞争的情况。4.面对的消费群体怎么样。5.发展的潜力。等等

随着社会科学技术的不断发展进步,微区信息已经成为了现代物质信息研究的重要组成部分,环境扫描电子显微镜是近年发展起来的新型扫描电镜。它主要用于各种样品的表面形貌观察和成分分析,具有对试样必须干燥、洁净、导电的要求,广泛地应用于生命科学、医学、材料学等诸多学科。本文主要为大家介绍一下环境扫描电子显微镜的工作原理及应用范围。  



  环境扫描电子显微镜的工作原理


  环境扫描电镜(environmental scanning electron microscopy,ESEM)采用多级真空系统、气体二次电子信号探测器等独特设计。观察不导电样品不需要镀导电膜.可以在控制温度、压力、相对湿度和低真空度的条件下进行观察分析含水的、含油的、已污染的、不导电的样品,减少了样品的干燥损伤和真空损伤。

  环境扫描电镜有三种工作方式:A)高真空方式(常规方式);B)低真空方式:0.1~1 Torr;C)环境方式:0.1~20 Torr。

  在高真空的常规扫描电镜中,用标准的Everhart Thornley探测器来接受被高能入射电子激发的样品的信号电流(二次电子和部分背散射电子),经放大后形成图像。

  在低真空及环扫模式下,由电子枪发射的高能入射电子束穿过压差光阑进入样品室,射向被测定的样品,从样品表面激发出信号电子:二次电子一SE和背散射电子一BSE。由于样品室内有气体存在,入射电子和信号电子与气体分子碰撞,使之电离产生电子和离子。如果我们在样品和电极板之间加一个稳定电场,电离所产生的电子和离子会被分别引往与各自极性相反的电极方向,非导体表面积累的负电荷会与电离出来的正电荷中和而消除荷电。


图1环境扫描电镜中气体放大原理示意图


  其中电子在途中被电场加速到足够高的能量时,会电离更多的气体分子,从而产生更多的电子,如此反复倍增。ESEM探测器正是利用此原理来增强信号的,这又称气体放大原理(如图1)。LFD(低真空度模式下使用的探测器)和GSED(环扫模式下使用的探测器)探头接收这些信号并将其直接传到电子放大器放大成电信号去调制显象管或其它成像系统。

  ESEM通过不断地向样品室补充气体来维持样品室的低真空,同时也为气体二次电子探测器GSED提供工作气体,水蒸气是最常用的工作气体。但是样品室中气体分子的存在对于SEM的成像也有着副作用,由于气体分子对入射电子的散射使部分电子改变方向,不落在聚焦点上,从而产生图像的背底噪音;同时入射电子使气体分子电离,产生电子和离子,也会加大图像的背底噪音.因而偏压电场的电压、方向及电极板的形状,气体状态(种类、压力等)和入射电子路径等因素都会对图像的分辨率产生影响,必须选择适当的参数才能使分辨率的降低保持在最小的限度。不同的探测器应有不同的工作参数。


  环境扫描电子显微镜主要特点(以FEI Quanta为例)


  1、FEI ESEM(环境扫描电镜)技术,可在高真空、低真空和环境真空条件下对各种样品进行观察和分析。

  2、所有真空条件下的二次电子、背散射电子观察和微观分析。

  3、先进的系统结构平台,全数字化系统。

  4、可同时安装能谱仪、波谱仪和EBSP系统。

  5、可安装低温冷台、加热台、拉伸台等进行样品的动态观察和分析。


  环境扫描电子显微镜技术参数(以FEI Quanta 250/450/650为例)


  1、分辨率:

  二次电子:

  高真空模式3.0nm 30kV,8nm 3kV

  高真空减速模式7nm 3kV(可选项)

  低真空模式3.0nm 30kV,10nm 3kV

  环境真空模式3.0nm 30kV

  背散射电子4.0nm 30kV

  2、样品室压力最高达2600Pa

  3、加速电压200V~30kV,连续调节

  4、样品台移动范围

  Quanta 250:X=Y=50mm

  Quanta 450:X=Y=100mm

  Quanta 650:X=Y=150mm


  环境扫描电子显微镜代表性工作


         

图1杆菌(Bar=10μm)                         图2球菌(Bar=10μm)


        

    图3酵母菌(Bar=5μm)                          图4链霉菌(Bar=5μm)


        

  图5真菌(桦南牛肝菌)(Bar=20μm)       图6污水处理中颗粒污泥表面微生物多样性(Bar=10μm)

        


图7水稻叶片表面腊质(野生型)(Bar=5μm)     图8水稻叶片表面腊质(突变体)(Bar=5μm)




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