掃描電子顯微鏡(SEM)是一種介于透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種觀察手段。其利用聚焦的很窄的高能電子束來掃描樣品,通過光束與物質(zhì)間的相互作用,來激發(fā)各種物理信息,對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質(zhì)微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達到1nm;放大倍數(shù)可以達到30萬倍及以上連續(xù)可調(diào);并且景深大,視野大,成像立體效果好。此外,掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結(jié)合,可以做到觀察微觀形貌的同時進行物質(zhì)微區(qū)成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應用。因此掃描電子顯微鏡在科學研究領域具有重大作用。
由于透射電鏡是TE進行成像的，這就要求樣品的厚度必須保證在電子束可穿透的尺寸范圍內(nèi)。為此需要通過各種較為繁瑣的樣品制備手段將大尺寸樣品轉(zhuǎn)變到透射電鏡可以接受的程度。
SEM——利用極細電子束在被觀測樣品表面上進行掃描，通過分別收集電子束與樣品相互作用產(chǎn)生的一系列電子信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大而成像的電子光學儀器。是研究三維表層構(gòu)造的有利工具。
其工作原理為：
在高真空的鏡筒中，由電子槍產(chǎn)生的電子束經(jīng)電子會聚透鏡聚焦成細束后，在樣品表面逐點進行掃描轟擊，產(chǎn)生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測器將各種電子信號接收后經(jīng)電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
聚焦電子束對樣品表面掃描時，由于樣品不同部位表面的物理、化學性質(zhì)、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發(fā)出的電子信息各不相同，導致顯像管的電子束強度也隨著不斷變化，最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結(jié)構(gòu)相對應的圖像。根據(jù)探測器接收的電子信號的不同，可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
掃描電鏡分辨率可達50~100?，電子放大倍數(shù)可由十幾倍連續(xù)變化到幾十萬倍。因此可以對樣品的整個表面進行比較仔細的觀察。
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