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扫描电子显微镜知识A—Z/SEM的构造扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscope：SEM）是观察样品表面的装置。
用很细的电子束（称为电子探针）照射样品时，从样品表面会激发二次电子,在电子探针进行二维扫描时，通过检测二次电子形成一幅图像，就能够观察样品的表面形貌。
SEM的构造装置的结构SEM由形成电子探针的电子光学系统、装载样品用的样品台、检测二次电子的二次电子检测器、观察图像的显示系统及进行各种操作的操作系统等构成（图1）,电子光学系统由用于形成电子探针的电子枪、聚光镜、物镜和控制电子探针进行扫描的扫描线圈等构成，电子光学系统（镜筒内部）以及样品周围的空间为真空状态。
图1SEM的基本结构图2电子枪的构造图电子枪电子枪是电子束的产生系统，图2是热发射电子枪的构造图。
将细（0.1mm左右）钨丝做成的灯丝（阴极）进行高温加热（2800K左右）后，会发射热电子，此时给相向设置的金属板（阳极）加以正高压（1〜30kV）,热电子会汇集成电子束流向阳极，若在阳极中央开一个孔，电子束会通过这个孔流出，在阴极和阳极之间，设置电极并加以负电压，能够调整电子束的电流量，在这个电极（被称为韦氏极）的作用下，电子束被细聚焦，最细之处被称为交叉点（Crossover）,成为实际的光源（电子源），其直径为15〜20u m。
以上说明的是最常用的热发射电子枪，此外还有场发射电子枪和肖特基发射电子枪等。
热发射电子枪的阴极除使用钨丝外，还使用单晶六硼化镧（LaB6）,LaB6由于活性很强，所以需要在高真空中工作。
透镜的构造光轴j飙快电子显微镜一般采用利用磁铁作用的磁透镜。
当绕成线圈状的电线被通入直流电后，会产生旋转对称的磁场，对电子束来说起着透镜的作用。
由于制作强磁透镜（短焦距的透镜）需要增加磁力线的密度，如图3所示，线圈的周围套有铁壳（辗铁），磁力线从狭窄的开口中漏浅出来，开口处被称作磁极片（极靴），经精度极高的机械加工而成。
sem中形貌衬度形成的原因一、引言SEM（扫描电子显微镜）是一种高分辨率的显微镜，它可以通过扫描样品表面来获取高质量的三维形貌图像。
在SEM中，形貌衬度是一个重要的参数，它描述了样品表面的粗糙程度和形貌特征。
本文将讨论SEM中形貌衬度形成的原因。
二、什么是形貌衬度？1. 定义形貌衬度是指表面粗糙程度和形态特征对光学或机械性质影响程度的物理量。
它通常用于描述金属、陶瓷等材料的表面粗糙度。
2. 计算方法常用的计算方法有Ra、Rq、Rz、Rp等。
其中Ra是最常用的参数，它表示一个曲线与其平均线之间垂直距离的平均值。
三、SEM中形貌衬度的意义1. 表征材料表面性质SEM中通过观察样品表面形态来确定其粗糙程度和特征大小，从而可以推断出材料表面性质如润湿性、摩擦系数等。
2. 评价加工工艺在制造过程中，SEM中形貌衬度可以用来评价加工工艺的质量和效果。
3. 优化表面设计SEM中形貌衬度还可以用于优化表面设计，改变材料的表面形态和粗糙度，从而实现更好的性能。
四、SEM中形貌衬度的影响因素1. 加工方式不同的加工方式会对样品表面造成不同程度的切削、磨削等作用，进而影响样品表面形态和粗糙度。
2. 材料特性材料硬度、韧性、塑性等特性也会影响样品表面形态和粗糙度。
3. 加工参数加工参数如切削速率、进给速率等也会对样品表面造成不同程度的作用，从而影响其形态和粗糙度。
4. 环境条件环境条件如温度、湿度等也会对样品表面造成一定程度的影响。
五、SEM中形貌衬度的形成机理1. 切削作用在切削过程中，刀具与工件之间产生了相对运动，导致材料被切割掉。
这种作用会导致样品表面出现微观凸起和凹陷，进而影响形貌衬度。
2. 磨削作用磨削过程中，砂轮与工件之间产生了相对运动，导致材料被磨削掉。
这种作用会导致样品表面出现微观凸起和凹陷，进而影响形貌衬度。
3. 塑性变形在材料的加工过程中，由于外力的作用，材料会发生塑性变形。
这种变形会导致样品表面出现微观凸起和凹陷，进而影响形貌衬度。
sem的衬度原理
SEM的衬度原理基于样品表面形貌和微区特征的差异，主要分为形貌衬度和成分衬度。
形貌衬度是由样品表面不同部位的形貌差异引起的，不同的形貌使得电子束在扫描过程中被散射的程度不同，从而在图像中形成不同的对比度。
成分衬度则是由样品表面微区成分的差异引起的，不同元素对电子的吸收和散射能力不同，导致电子束在各区域被散射的程度不同，从而形成了图像中的衬度差异。
通过调整SEM的观察条件和操作参数，可以优化衬度效果，提高图像质量。
具体来说，形貌衬度的形成主要取于样品表面相对于入射电子束的倾角。
如果样品表面光滑平整（无形貌特征），则不形成衬度；而对于表面有一定形貌的样品，其形貌可看成由许多不同倾斜程度的面构成的凸尖、台阶、凹坑等细节组成，这些细节的不同部位发射的二次电子数不同，从而产生衬度。
成分衬度的形成则与样品表面的元素组成和分布有关。
不同元素对电子的吸收和散射能力不同，导致电子束在各区域被散射的程度不同，从而形成了图像中的衬度差异。
通过特定的信号检测和分析技术，可以进一步提取样品表面的元素信息和化学态信息，例如通过能谱仪（EDS）或波谱仪（WDS）等技术实现元素分析，进一步揭示样品表面的微区特征和化学信息。
综上所述，SEM的衬度原理主要基于样品表面形貌和微区特征的差异，通过调整观察条件和操作参数可以优化衬度效果，提高图像质量。
同时，结合特定的信号检测和分析技术，可以进一步揭示样品表
面的元素组成和化学态信息。
成像原理透射电镜的成象原理是由照明部分提供的有一定孔径角和强度的电子束平行地投影到处于物镜物平面处的样品上，通过样品和物镜的电子束在物镜后焦面上形成衍射振幅极大值，即第一幅衍射谱。
这些衍射束在物镜的象平面上相互干涉形成第一幅反映试样为微区特征的电子图象。
通过聚焦（调节物镜激磁电流），使物镜的象平面与中间镜的物平面相一致，中间镜的象平面与投影镜的物平面相一致，投影镜的象平面与荧光屏相一致，这样在荧光屏上就察观到一幅经物镜、中间镜和投影镜放大后有一定衬度和放大倍数的电子图象。
由于试样各微区的厚度、原子序数、晶体结构或晶体取向不同，通过试样和物镜的电子束强度产生差异，因而在荧光屏上显现出由暗亮差别所反映出的试样微区特征的显微电子图象。
电子图象的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘积，即M＝M。
•Mr•Mp.象衬度象衬度是图象上不同区域间明暗程度的差别。
由于图像上不同区域间存在明暗程度的差别即衬度的存在，才使得我们能观察到各种具体的图像。
只有了解像衬度的形成机理，才能对各种具体的图像给予正确解释，这是进行材料电子显微分析的前提。
透射电镜非晶样品的象衬度非晶样品透射电子显微图象衬度是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的，即质量厚度衬度（质量厚度定义为试样下表面单位面积以上柱体中的质量），也叫质厚衬度。
质厚衬度适用于对复型膜试样电子图象作出解释。
质量厚度数值较大的，对电子的吸收散射作用强，使电子散射到光栏以外的要多，对应较安的衬度。
质量厚度数值小的，对应较亮的衬度。
衍射衬度透射电镜对于晶体，若要研究其内部缺陷及界面，需把样品制成薄膜，这样，在晶体样品成象的小区域内，厚度与密度差不多，无质厚衬度。
但晶体的衍射强度却与其内部缺陷和界面结构有关。
由样品强度的差异形成的衬度叫衍射衬度，简称衍衬。
晶体试样在进行电镜观察时，由于各处晶体取向不同和(或)晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布，这样形成的衬度，称为衍射衬度。
