環(huán)境掃描電子顯微鏡是一種高分辨率的電子顯微鏡，結合了傳統掃描電子顯微鏡(SEM)和環(huán)境控制技術(shù)。與常規掃描電子顯微鏡相比，它能夠在較高的氣壓下進(jìn)行成像，因此可以觀(guān)察到許多傳統掃描電鏡無(wú)法觀(guān)察的樣品，如含水樣品、生物樣品和某些濕氣或易揮發(fā)的物質(zhì)。
環(huán)境掃描電子顯微鏡的基本工作原理與傳統的掃描電子顯微鏡類(lèi)似，都是通過(guò)電子束與樣品相互作用，產(chǎn)生各種信號來(lái)進(jìn)行成像和分析。它在樣品表面周?chē)鷦?chuàng )建了一個(gè)可控的環(huán)境，使得樣品可以在較高的氣壓下進(jìn)行觀(guān)察，而不需要在真空環(huán)境中進(jìn)行。
具體來(lái)說(shuō)，環(huán)境掃描電子顯微鏡的工作流程包括以下幾個(gè)步驟：
1、電子束產(chǎn)生
電子束的產(chǎn)生是工作原理中的首要步驟。電子束通常由電子槍產(chǎn)生，該電子槍會(huì )加速電子至高能狀態(tài)。這些高能電子通過(guò)電磁透鏡聚焦成一個(gè)細小的電子束，并射向樣品表面。電子束在與樣品表面相互作用時(shí)，會(huì )產(chǎn)生多種信號，其中包括二次電子、背散射電子、X射線(xiàn)等，這些信號可以被探測器捕獲，從而形成樣品的圖像或獲取樣品的元素信息。
2、樣品的環(huán)境控制
傳統的掃描電鏡工作時(shí)，樣品通常需要被置于高真空環(huán)境中，這樣能夠避免空氣分子與電子束發(fā)生干擾。然而，這樣的環(huán)境會(huì )導致一些濕度較高的或易揮發(fā)的樣品發(fā)生形變，甚至被破壞。而它能夠在一定氣壓和濕度條件下進(jìn)行樣品觀(guān)察。
3、信號檢測與成像
通過(guò)探測由電子束與樣品相互作用后產(chǎn)生的信號，構建出樣品的高分辨率圖像。常見(jiàn)的信號檢測器包括二次電子探測器、背散射電子探測器和X射線(xiàn)探測器等。通過(guò)這些探測器收集信號，并經(jīng)過(guò)放大、轉換，最終呈現出樣品表面的圖像。
環(huán)境掃描電子顯微鏡通過(guò)將樣品置于控制環(huán)境中，克服了傳統掃描電鏡中無(wú)法處理濕態(tài)和易揮發(fā)樣品的問(wèn)題。同時(shí)在環(huán)境控制和樣品保護方面有顯著(zhù)的優(yōu)勢，使其在生命科學(xué)、材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應用。
