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扫描电镜的结构及工作原理

台式扫描电镜与传统的大型扫描电子显微镜相比，台式扫描电子显微镜具有体积小、操作简单、价格低廉、抽真空速度快等优点。台式扫描电子显微镜的分辨率可以满足大多数材料的显微观察。台式扫描电镜填补了光学显微镜与传统大型扫描电镜之间的分辨率的空白，可广泛应用于材料科学、纳米粒子、生物医学、食品、纺织纤维、地质科学等诸多领域。接下来泽攸小编将主要介绍一下扫描电镜的结构及工作原理。

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，在Z后停止运动，被样品吸收。在这个过程中，99%以上的入射电子能量转化为样品热能，剩余约1%的入射电子能量激发样品的各种信号。如图1所示，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。扫描电子显微镜设备使用这些信号来获取信息来分析样品。

扫描电镜图片如何分析

1、扫描电镜照片是灰度图像，分为二次电子像和背散射电子像，主要用于表面微观形貌观察或者表面元素分布观察。

一般二次电子像主要反映样品表面微观形貌，基本和自然光反映的形貌一致，特殊情况需要对比分析。

背散射电子像主要反映样品表面元素分布情况，越亮的区域，原子序数越高。

2、看表面形貌，电子成像，亮的区域高，暗的区域低。非常薄的薄膜，背散射电子会造成假像。导电性差时，电子积聚也会造成假像。

台式扫描电镜进行动态观察

　　在台式扫描电子镜中，成像信息主要是电子信息根据现代电子工业的技术水平，即使是高速变化的电子信息，也能不费吹灰之力地及时接收、处理和储存因此，可以进行一些动态过程观测如果样品室配有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀附件，则可通过电视装置观察相变和断裂强度的动态变化过程。

　　台式扫描电镜观察试样表面形貌

　　从试样表面形貌获得多方面资料，不仅可以利用入射电子与样品相互作用产生的信息进行成像，还可以通过信号处理方法获得各种图像的特殊显示方法，从样品的表面形貌中获得各种信息由于扫描电子图像不是同时记录的，它是由近百万条记录逐个组成的因此，除了观察其表面形貌外，SEM还可以分析其成分和元素通过电子通道花样进行结晶学分析，选择的面积大小可以在10μm到3μm之间。

ZEM台式扫描电镜对样品的要求

　　1、样品是无毒、无性的物质;

　2、样品可以是块状、片状、纤维状，也可以是颗粒或粉末状，无论是什么样的样品都不能是有机挥发物和含有水分，如果将含有水分的样品放在镜筒内能产生2种严重不良后果：一是当真空达不到要求强行通高压时，其产生的水蒸汽遭遇高能电子生电离而放电引起束流大幅度波动，使所成的像模糊，或根本不能成像；二是造成镜筒污染；三是损坏灯丝，当高能电压通过灯丝时，温度高达2000Ο，碰到水蒸汽而氧化变质或熔断，因此，应先烘干样品中的水分；

　3、无论是块状样品，还是粉末颗粒状样品，其化学、物理性质要稳定，在高真空中的电子束照射下，都要能保持成分稳定和形态不变；

　　4、表面受到污染的样品，要在不破坏样品表面结构的前提下，进行适当清洗、烘干；

　　5、无论是样品的表面，还是样品新断开的断口或断面，一般不需要进行处理，以保持全自动扫描电子显微镜原始的结构状态；