SEM能拍出3D而裝置內真空,樣本是怎麼處理的?

已知SEM能影出3D圖且樣本放置環境為真空(來自課本)。
想到是3D圖,我覺得樣本可能是還有configuration(中文不知道該怎麼稱呼合適)的。
如果有,考慮到樣本環境真空而樣本又沒爆,樣本中可能是靠什麼維持著的,如果有維持的物質或特殊結構,請問那是什麼?如果沒有,請問為什麼樣本沒爆炸?
如果樣本沒有configuration,請問為什麼能樣本能被影出「3D」的效果?
萬謝。
(題主高中生,若因對課本內容不了解而產生此疑問還請指出,勿噴。)

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8个答案
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一个是实心的东西有没有压力差为什么会爆……

SEM跟普通显微镜的成像方式是一样的,就是把光子换成了电子,所以也得不到什么3D图形。不过因为透镜系统的景深是有限的,靠调焦距的确能分出来哪在前哪在后,也可以用算法来重建三维模型

能显示3D图像的是原子力显微镜AFM

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毛骡金属材料学博士

2015-09-24 09:07

SEM的所谓三维成像方式有两种:一种是逐层扫描,加上后期堆叠。这个需要离子束切割以及软件辅助。另一种是假3D。产生的原因是二次电子的探头与电子枪的探头存在一个夹角。这个夹角导致面向探头的面较亮,而背对的面较暗。加上电子会在尖端处富集,所以会在边界处聚集。可以产生所谓的轮廓效果。但是这种不是真正意义上的3D。因为某些特殊情况会导致显示的图像偏离实际形貌。这个在特定的粗糙表面特别明显。证据就是,如果倾斜样品,形貌会变化很大。

如果探头的位置与电子枪重叠,那么根本照不出3D效果。连高度差都看不出来。

PS:高中课本就开始教电镜了……我们都跟不上时代了。抱歉我不能上我的电镜相片。

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大家似乎都在讨论“3D成像“的问题。。。

然而我觉得题主的问题大概是为什么在真空状态下物体还可以保持原有结构而不会爆掉。。。

其实我认为是这样,毕竟SEM成像的物体都是分子原子级别的物体,也就是说他们之间基本上都是以范德华力,各种化学键的作用来维持的,这样自身结构是很稳定的。

然而题主说的大气压的问题是在宏观状态下考虑的。。。因为宏观物体可能因为外界环境真空导致内外部气压不平衡而爆掉。。。但这是原子和分子层面啊!哪里来的气压问题啊。。。

所以说还是考虑的不够micro。。。

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练君细胞生物学博士生

2015-09-27 18:09

题主是想知道昆虫的扫描电镜图片是怎么做到不让昆虫爆掉的吧……

昆虫标本在上电镜之前都是经过固定处理过的,昆虫原本的体液已经都被固定液置换掉了,最后上电镜的只是一副干燥并且镀金的昆虫壳而已。而且有些昆虫的扫描电镜是在低真空下做的,环境不是绝对真空的,会有一些空气,这种操作难度比较大,图像的质量也会相对差一些

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hnan组织工程博士在读

2015-09-24 12:02

做sem的时候有金纳米粒子涂层,我们会选择把承载样品的台子做一点点倾斜,然后因为图片上面的亮暗不同可以类似看出3d的效果,如图所示。ps 里面红色的是双光子荧光图,旁边的是对应的sem图片。

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支持者: Biooo Vunko 练君

如果里面放的是气球,内部气体不能抽出,且外壳强度不够确实有可能爆掉,但就我所做的样品大部分都是固体(岩石),内部多为连通孔隙,内部的气体在抽真空时会一并抽出,同时岩石强度够大,不连通孔隙内的气压不足以破坏样品。换句话说,航天飞机的客舱是加压的,强度不够会爆掉,但是货仓不加压,不担心会爆。

若有不专业的地方求指正,求轻喷~~

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支持者: Mizuho

扫描电镜能做出立体效果的只有二次电子像,背散射电子像就完全没有这个效果。好吧,具体原理我记不清楚了,建议楼主查阅《材料分析与检测》

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主要是SEM二次电子成像,在人射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。这些自由电子中90%是来自样品原子外层的价电子,二次电子数量和原子序数无关;对表面几何形状十分敏感; 表面层深5~10 nm,成像原理为二次电子成像衬度,具体见图。

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