掃描電化學(xué)顯微鏡SECM具備掃描電化學(xué)顯微鏡及掃描離子電導顯微鏡成像(SECM/ SICM)與可定制模塊化的光學(xué)顯微鏡成像同步聯(lián)用的系統,此多功能的儀器系統全面覆蓋細胞表面分析,細胞納米形貌成像,細胞膜表面的離子通道的檢測與成像, 細胞納米力學(xué)領(lǐng)域的研究與創(chuàng )新,細胞活性和生理功能的原位電化學(xué)檢測,以及神經(jīng)傳導物質(zhì)的原位快速檢測,并可升級后兼容熒光比值鈣成像等諸多前沿應用。提供原位微觀(guān)形貌與電催化活性同步掃描檢測模式,例如:基礎的等高模式和高級的等間距模式下的矩陣協(xié)議掃描和模板自定義掃描(3D微觀(guān)打印或局部修飾等模式),提供給用戶(hù)無(wú)限的實(shí)驗組合和多種分析實(shí)驗方法的高級拓展與聯(lián)用。
掃描電子顯微鏡是由電子光學(xué)系統,信號收集處理、圖象顯示和記錄系統,真空系統三個(gè)基本部分組成。
其中電子光學(xué)系統包括電子槍、電磁透鏡、掃描線(xiàn)圈和樣品室。掃描電子顯微鏡中的各個(gè)電磁透鏡不做成相透鏡用,而是起到將電子束逐級縮小的聚光作用。一般有三個(gè)聚光鏡,前兩個(gè)是強磁透鏡,可把電子束縮??;第三個(gè)透鏡是弱磁透鏡,具有較長(cháng)的焦距以便使樣品和透鏡之間留有一定的空間,裝入各種信號接收器。掃描電子顯微鏡中射到樣品上的電子束直徑越小,就相當于成相單元的尺寸越小,相應的放大倍數就越高。
掃描線(xiàn)圈的作用是使電子束偏轉,并在樣品表面做有規則的掃動(dòng)。電子束在樣品上的掃描動(dòng)作和顯相管上的掃描動(dòng)作保持嚴格同步,因為它們是由同一個(gè)掃描發(fā)生器控制的。電子束在樣品表面有兩種掃描方式,進(jìn)行形貌分析時(shí)都采用光柵掃描方式,當電子束進(jìn)入上偏轉線(xiàn)圈時(shí),方向發(fā)生轉折,隨后又有下偏轉線(xiàn)圈使它的方向發(fā)生第二次轉折。發(fā)生二次偏轉的電子束通過(guò)末級透鏡的光心射到樣品表面。
在電子束偏轉的同時(shí)還帶用逐行掃描的動(dòng)作,電子束在上下偏轉線(xiàn)圈的作用下,在樣品表面掃描出方形區域,相應地在樣品上也畫(huà)出一幀比例圖像。樣品上各點(diǎn)受到電子束轟擊時(shí)發(fā)出的信號可由信號探測器收集,并通過(guò)顯示系統在顯像管熒光屏上按強度描繪出來(lái)。如果電子束經(jīng)上偏轉線(xiàn)圈轉折后未經(jīng)下偏轉線(xiàn)圈改變方向,而直接由末級透鏡折射到入射點(diǎn)位置,這種掃描方式稱(chēng)為角光柵掃描或搖擺掃描。入射束被上偏轉線(xiàn)圈轉折的角度越大,則電子束在入射點(diǎn)上搖擺的角度也越大。在進(jìn)行電子束通道花樣分析時(shí),采用這種方式。
樣品室內除放置樣品外,還安置信號探測器。樣品臺本身是個(gè)復雜而精密的組件,它能夾持一定尺寸的樣品,并能使樣品作平移、傾斜和旋轉等運動(dòng),以利于對樣品上每一特定位置的進(jìn)行各種分析。
二次電子、背散射電子、透射電子的信號都可采用閃爍計數器來(lái)進(jìn)行檢測。信號電子進(jìn)入閃爍體后即引起電離,當離子和自由電子復合后就產(chǎn)生可見(jiàn)光??梢?jiàn)光信號通過(guò)光導管送入光電倍增器,光信號放大,即又轉化成電流信號輸出,電流信號經(jīng)視頻放大器放大后就成為調制信號。由于鏡筒中的電子束和顯像管中的電子束是同步掃描的,而熒光屏上每一點(diǎn)的亮度是根據樣品上被激發(fā)出來(lái)的信號強度來(lái)調制的,因此樣品上各點(diǎn)狀態(tài)各不相同,所接受的信號也不相同,于是就在顯像管上看到一幅反映樣品各點(diǎn)狀態(tài)的掃描電子顯微圖像。