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扫描电镜基本知识范围扫描电镜一种新型的电子光学仪器。
它具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。
那么你对扫描电镜了解多少呢?以下是由店铺整理关于扫描电镜基本知识的内容，希望大家喜欢!扫描电镜基本知识1. 光学显微镜以可见光为介质，电子显微镜以电子束为介质，由于电子束波长远较可见光小，故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。
光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍，扫描式显微镜可放大到10000倍以上。
2. 根据de Broglie波动理论，电子的波长仅与加速电压有关：λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (Å)在10 KV 的加速电压之下，电子的波长仅为0.12Å，远低于可见光的4000 - 7000Å，所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多，但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100Å之间，电子与原子核的弹性散射(Elastic Scattering) 与非弹性散射(Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大，因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。
3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field)，约为光学显微镜的300倍，使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。
4. 扫描式电子显微镜，其系统设计由上而下，由电子枪 (Electron Gun) 发射电子束，经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后，用遮蔽孔径 (Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后，通过一组控制电子束的扫描线圈，再透过物镜(Objective Lens) 聚焦，打在样品上，在样品的上侧装有讯号接收器，用以择取二次电子(Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。
扫描电子显微镜的分辨率测量及分辨率标样1.扫描电子显微镜的分辨率测量1.1扫描电镜的分辨率分辨率是形貌结构类放大仪器最重要的性能指标，它以能分辨的两点或两线间的最小间距为指标，分辨间距越小性能越好，分辨率越高。
它是光学显微镜和电子显微镜的最重要的指标。
对扫描电镜而言它首先决定于整个仪器的设计，诸如：电子透镜的最小球差设计、电子的色差降到最低、仪器固定象散的减少以及附加象散的消除等。
这一切取决于扫描电镜电子光学系统的设计、高压和透镜电源的稳定度指标、电子透镜极靴材料的磁性能、材料的均匀性及极靴的机械加工精度与加工过程中的无磁化处理等。
当一台仪器制造完成以后，这些决定扫描电镜的分辨率先天条件就决定了，它们成为了不可改变的固定条件。
所以我们说，仪器的先天条件就决定了扫描电镜的分辨率，规定了这台仪器所能达到的最优分辨率，实际使用中往往低于这个分辨率指标。
每一台扫描电镜在长期使用过程中它在每次观察物质结构的放大图象时，它的图象清晰度和实际分辨率可能时高时低，这一切又与仪器的调试对中状态、使用条件和环境等诸多因素有关。
这些因素有：(1)仪器电子光路尤其是物镜上下极靴孔以及物镜光栏的清洁程度高低有关，应该保证污染脏物导致的象散降到最低。
(2) 电子光学系统的合轴对中处于最佳状态，尽量减少轴外电子束成象,减少各种象差，尤其是球差，它与孔径角的三次方成正比。
(3) 电网电压稳定有利于电源稳定度，使包括色差在内的象差降到最低。
电网的电压波动过大，还会造成杂散磁场影响扫描电镜透镜聚焦场的稳定性从而影响分辨率，所以应该避开用电高峰，不在电网电压波动过大时拍摄分辨率照片。
(4) 避免外界强烈的机械震动，可能造成样品台和样品的微扰动而使分辨率下降，尤其是临街并有大型货车通过，或有其它强烈震动源将对分辨率造成影响。
(5) 用一个大小合适而又清洁的新的物镜光栏对获得扫描电镜的最优分辨率有好处。
只有在上述诸多方面得到满足时，才有可能发挥出扫描电镜固有的最优分辨率，得到一张好的分辨率照片。
![[定稿]扫描电镜相关参数](https://uimg.taocdn.com/212d41836aec0975f46527d3240c844769eaa0d7.webp)
扫描电镜相关参数·关键技术参数1.分辨率：对微区成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对成像而言，它是指能分辨两点之间的最小距离。
分辨率大小由入射电子束直径和调制信号类型共同决定。
电子束直径越小，分辨率越高。
但由于用于成像的物理信号不同，例如二次电子和背反射电子，在样品表面的发射范围也不相同，从而影响其分辨率。
一般二次电子像的分辨率约为5-10nm，背反射电子像的分辨率约为50-200nm。
2.放大倍数：当入射电子束作光栅扫描时，若电子束在样品表面扫描的幅度为As，在荧光屏阴极射线同步扫描的幅度为Ac，则扫描电镜的放大倍数为: M=Ac/As3.真空系统Pa4.加速电压Kv5.电子束电流 uA6.样品室内部尺寸mm7.样品台行程8.样品最大高度 mm·样品减薄技术复型技术只能对样品表面性貌进行复制，不能揭示晶体内部组织结构信息，受复型材料本身尺寸的限制，电镜的高分辨率本领不能得到充分发挥，萃取复型虽然能对萃取物相作结构分析，但对基体组织仍是表面性貌的复制。
在这种情况下，样品减薄技术具有许多特点，特别是金属薄膜样品：可以最有效地发挥电镜的高分辨率本领；能够观察金属及其合金的内部结构和晶体缺陷，并能对同一微区进行衍衬成像及电子衍射研究，把性貌信息于结构信息联系起来；能够进行动态观察，研究在变温情况下相变的生核长大过程，以及位错等晶体缺陷在引力下的运动与交互作用。
·表面复型技术谓复型技术就是把金相样品表面经浸蚀后产生的显微组织浮雕复制到一种很薄的膜上，然后把复制膜（叫做“复型”）放到透射电镜中去观察分析，这样才使透射电镜应用于显示金属材料的显微组织有了实际的可能。
用于制备复型的材料必须满足以下特点：本身必须是“无结构”的（或“非晶体”的），也就是说，为了不干扰对复制表面形貌的观察，要求复型材料即使在高倍（如十万倍）成像时，也不显示其本身的任何结构细节。
必须对电子束足够透明（物质原子序数低）；必须具有足够的强度和刚度，在复制过程中不致破裂或畸变；必须具有良好的导电性，耐电子束轰击；最好是分子尺寸较小的物质---分辨率较高。
扫描电镜照片参数解读及主要参数选择1、扫描电镜照片参数解读图1 扫描电镜图片展示，EHT=20.00kV即加速电压20kV；WD=8.2mm，即工作距离8.2mm；Mag=7.94KX即放大倍数7940倍；Signal A=SE2即用SE2探测器。
扫描电镜参数众多，皆可显示在图片下方工具栏中，但决定图像质量最直接、最关键因素是加速电压（EHT）、工作距离（WD）、放大倍数（Mag）和检测器种类，因此本台扫描电镜检测结果只选择显示这几个重要指标。
2、电镜参数解读2.1 加速电压一般，加速电压越高，图像分辨率越高，当样品导电性好且不易受电子束损伤时可选用高加速电压，这时电子束能量大，对样品穿透深，材料衬度减小，图像分辨率提高。
但加速电压过高，电子束对样品的穿透能力过大，样品表面信息缺失，样品看起来像玉一样，如图2D。
低加速电压时，入射电子能量较低，其与样品的作用深度较浅，更能反映样品最表层的信息，有利于样品表层形貌的观察（图2A，C）；此外，低加速电压可以有效地减少荷电现象，更易观察不导电样品。
如图2B，样品在10kV加速电压下边缘过亮，说明此处电荷大量积累，而图2A用1kV加速电压拍摄的同一部位就没有明显的荷电现象。
因此，根据自己的要求灵活地选择加速电压，才能得到理想的电镜图像。
当需要观测样品的表面信息、样品的导电性较差、样品的热稳定性较差时，需要选择较低的，甚至是超低的加速电压。
当需要得到分辨率高的图像、样品表面存在有机污染或是样品内部的相组成信息时，需要选择较高的加速电压。
图2 不同加速电压条件下的二次电子像。
A，C为1KV加速电压条件下图像，图像表面细节清晰。
B为10KV加速电压条件下图像，图像边缘效应较强。
D为15KV加速电压条件下的图像，图像表面细节看不出。
2.2 工作距离工作距离（WD）是物镜下极靴到样品表面的距离。
工作距离增大时，样品上的束斑变大，分辨率下降，但孔径角减小，景深增加。
扫描电镜经典总结(总14页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除• 扫描电镜（SEM）• 透射电镜（TEM）• 原子力显微镜（AFM）• X射线衍射（XRD）• 元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。
透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射电镜(TEM)的成像和衍射二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的自由电子，此即二次电子。
在电场的作用下它可呈曲线运动进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。
二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜的分辨率。
二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。
二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。
当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电子很少，称为二次电子成像(SEI)。
背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失；既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远大于后者。
背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进行定性成分分析。
特征X射线入射电子和原子中的内层电子发生非弹性散射作用而损失一部分能量（几百个eV），激发内层电子发生电离，形成离子，该过程称为芯电子激发。
除了二次电子外，失去内层电子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。
扫描电子显微镜的分辨率测量及分辨率标样1.扫描电子显微镜的分辨率测量1.1扫描电镜的分辨率分辨率是形貌结构类放大仪器最重要的性能指标，它以能分辨的两点或两线间的最小间距为指标，分辨间距越小性能越好，分辨率越高。
它是光学显微镜和电子显微镜的最重要的指标。
对扫描电镜而言它首先决定于整个仪器的设计，诸如：电子透镜的最小球差设计、电子的色差降到最低、仪器固定象散的减少以及附加象散的消除等。
这一切取决于扫描电镜电子光学系统的设计、高压和透镜电源的稳定度指标、电子透镜极靴材料的磁性能、材料的均匀性及极靴的机械加工精度与加工过程中的无磁化处理等。
当一台仪器制造完成以后，这些决定扫描电镜的分辨率先天条件就决定了，它们成为了不可改变的固定条件。
所以我们说，仪器的先天条件就决定了扫描电镜的分辨率，规定了这台仪器所能达到的最优分辨率，实际使用中往往低于这个分辨率指标。
每一台扫描电镜在长期使用过程中它在每次观察物质结构的放大图象时，它的图象清晰度和实际分辨率可能时高时低，这一切又与仪器的调试对中状态、使用条件和环境等诸多因素有关。
这些因素有：(1)仪器电子光路尤其是物镜上下极靴孔以及物镜光栏的清洁程度高低有关，应该保证污染脏物导致的象散降到最低。
(2) 电子光学系统的合轴对中处于最佳状态，尽量减少轴外电子束成象,减少各种象差，尤其是球差，它与孔径角的三次方成正比。
(3) 电网电压稳定有利于电源稳定度，使包括色差在内的象差降到最低。
电网的电压波动过大，还会造成杂散磁场影响扫描电镜透镜聚焦场的稳定性从而影响分辨率，所以应该避开用电高峰，不在电网电压波动过大时拍摄分辨率照片。
(4) 避免外界强烈的机械震动，可能造成样品台和样品的微扰动而使分辨率下降，尤其是临街并有大型货车通过，或有其它强烈震动源将对分辨率造成影响。
(5) 用一个大小合适而又清洁的新的物镜光栏对获得扫描电镜的最优分辨率有好处。
只有在上述诸多方面得到满足时，才有可能发挥出扫描电镜固有的最优分辨率，得到一张好的分辨率照片。
电镜分辨率的吉尼斯世界纪录电镜分辨率是指电子显微镜（包括扫描电子显微镜和透射电子显微镜）所能观察到的最小物体尺寸。
其单位通常是纳米（nm），也就是10的负9次方米。
对于扫描电子显微镜（SEM），其分辨率通常可达1nm以下，而对于透射电子显微镜（TEM），其分辨率可以达到0.1nm以下，因此被称为目前最高分辨率的显微镜之一。
而在电镜分辨率的研究和发展中，吉尼斯世界纪录授予了一项电镜分辨率的纪录，“最高分辨率的透射电子显微镜”，这也就意味着相关研究者在透射电子显微镜的分辨率研究上取得了特别的成就和突破。
这项纪录由日本科学家携手德国科学家于2012年创下，其使用了称为“非接近原位调制TEM”的技术。
该技术通过在显微镜中添加一种特殊材料和精巧的模板制造方法，提供了一种过程优化方法，从而可以在几乎非常接近原子级分辨率，即0.5埃以下的水平下实现化学分辨率。
在该记录保持者用这种技术成功地对石墨晶体和氧化亚铁纳米晶体进行了成像，分辨率达到了0.5埃。
这种纪录实际上比之前的透射电子显微镜分辨率的水平高了至少一倍，代表此技术在新型材料研究、晶体生长机制研究等方面具有重要的应用前景。
实际上，透射电子显微镜（TEM）本身的分辨率就已经是几乎达到了物理极限，但这并不意味着人们无法改进和提高显微镜的性能。
实际上，正是用一种叫做“非接近原位调制”的技术，科学家们让电子束通过非常精细的模板，从而使得成像分辨率被极大提高。
实际上，任何技术或者技术产品都有其分辨率的极限，因为这是由物理学原理和科技条件所决定的。
然而，技术和科学的不断发展与创新，又正是推动人类不断突破各种限制、挑战各种极限的核心动力，可以期待在未来的某个时间点，透射电子显微镜的分辨率再度取得一次新的重大突破。
