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扫描电子显微镜的原理

扫描电子显微镜的原理 扫描电子显微镜是检测样品表面形貌的大型仪器。当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时，电子与元素核和外层电子发生一次或多次弹性和非弹性碰撞。一些电子被样品表面反射，而其余电子则穿透样品逐渐失去动能，停止运动而被样品吸收。在这个过程中，百分之99以上的入射电子能量转化为样品热能，剩余约百分之1的入射电子能量激发样品的各种信号。这些信号主要包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、X射线等。扫描电镜设备利用这些信号获取信息来分析样品。 扫描电子显微镜通常至少有一个检测器（通常是二次电子检测器SEI），许多还配备了额外的检测器，如EDS、BSE、WDS、EBSD、CL等，但具体仪器的特殊功能强烈依赖于一个合适的检测器，检测器的安装角度是样品分析室的设计，对分析效果有很大的影响。

纳米尺寸研究

纳米材料是纳米科学技术基本的组成部分，只有几纳米的"粒子"可以通过物理、化学和生物方法制备。纳米材料应用广泛。例如，陶瓷材料一般具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等优点。纳米陶瓷还可以在一定程度上增加韧性，改善脆性。纳米级、纳米级等新型陶瓷纳米材料也是一个重要的应用领域。纳米材料的所有性主要源于其纳米尺寸。因此，要准确知道其尺寸，否则纳米材料的研究和应用将失去基础。纵观目前国内外的研究现状和新成果，该领域的检测方法和表征方法可采用透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等技术，但高分辨率扫描电子显微镜的观察和尺寸检测由于其简单性和可操作性的优点而被广泛使用。此外，如果将扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜结合起来，可以将普通的扫描电子显微镜升级为高分辨率的扫描电子显微镜。

扫描电子显微镜的结构有哪些

扫描电子显微镜的结构

1、真空系统

成像系统和电子束系统均内置于真空柱中。真空柱的底部是密封室，也就是放置样品的地方。

之所以采用真空，主要基于以下两个原因：

电子束系统中的灯丝在普通大气中会很快氧化失效，所以使用SEM时除了真空外，通常还需要用纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。

为了增加电子的平均自由程，使更多的电子用于成像。

2. 电子束系统

电子束系统由电子和电磁透镜组成。主要用于产生能量分布很窄且具有一定电子能量的电子束，用于扫描成像。

块状样品的制备

对于块状导电样品，基本上不需要进行什么制备，只要其大小适合电镜样品底座尺寸大小，即可直接用导电胶带把样品黏结在样品底座上，放到扫描电镜中观察，为防止假象的存在，在放试样前应先将试样用或酒精等进行清洗，必要时用超声波清洗器进行清洗。对于块状的非导电样品或导电性较差的样品，要***行镀膜处理，否则，样品的表面会在高强度电子束作用下产生电荷堆积，影响入射电子束斑和样品发射的二次电子运动轨迹，使图像质量下降，因此这类样品要在观察前进行喷镀导电层的处理，在材料表面形成一层导电膜，避免样品表面的电荷积累，提高图象质量，并可防止样品的热损伤。