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扫描电子显微镜知识A—Z SEM使用的基础知识SEM使用的基础知识扫描电子显微镜（SEM）商品化至今已经过了40多个年头，其性能也取得了显著的进歩。
现在使用的SEM种类繁多，性能、功能差异也很大。
要熟练使用SEM，首先需要了解它们各自的特征，充分理解各种衬度形成的原理等，本资料从这一角度出发以SEM操作者及未来用户为对象，以SEM的原理为中心，总结了样品制备、元素分析等基本内容，关于实际的观察方法及图像缺陷等问题，请参考“扫描电子显微镜观察手册”。
SEM的构造・仪器的结构・电子枪・透镜的构造・聚光镜和物镜・样品台・二次电子检测器・图像的显示和记录・真空系统SEM的放大倍率SEM的景深为什么能看见图像？・电子和物质的相互作用・二次电子・背散射电子・边缘效应・加速电圧的影响・二次电子检测器的照明效果・背散射电子检测器的照明效果如何提高分辨率・分辨率和分辨能力・如何提高分辨率电子枪的类型・场发射电子枪・肖特基发射电子枪・三种电子枪的特征物镜的种类和性能・通用型物镜・强励磁物镜获得高分辨率・物镜光阑的作用SEM的实际分辨率荷电现象及其影响・什么是荷电现象？・荷电对SEM图像的影响・如何防止荷电？样品制备的基础・暴露欲观察的表面和增强反差・样品的固定・镀膜・生物样品的制备低真空SEM元素分析的基础・X射线的产生・X射线分光谱仪・定性分析・X射线面分析・分析区域・定量分析・非导电性样品的分析历史扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope ：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。
扫描电镜（SEM）简介扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种利用电子束对样品表面进行扫描的显微镜。
相比传统的光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和更大的深度视野，使得它成为材料科学、生命科学和物理科学等领域中常用的研究工具。
SEM通过利用电子多次反射，将样品表面的形貌细节放大数千倍，可以观察到微观结构，比如表面形态、粗糙度、纳米级颗粒等。
SEM通常需要真空环境下操作，因为电子束在大气压下很快会失去能量而无法达到高分辨率。
工作原理SEM的工作原理可以简单地分为以下几步：1.电子发射：SEM中，通过热发射或场发射的方式产生电子束。
这些电子被加速器加速，形成高速的电子流。
电子束的能量通常在10-30 keV之间。
2.样品照射：电子束通过一个聚焦系统照射到样品表面。
电子束与样品原子发生相互作用，从而产生各种现象，比如电子散射、透射和反射。
3.信号检测：样品与电子束发生相互作用后，产生的信号会被探测器捕获。
常见的SEM信号检测器包括二次电子检测器和反射电子检测器。
这些探测器可以测量电子信号的强度和性质。
4.信号处理和图像生成：SEM通过对探测到的信号进行处理和放大，生成图像。
这些图像可以显示出样品表面的微观结构和形貌。
应用领域SEM在许多科学领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：材料科学SEM可以用于研究材料的结构和形态。
它可以观察微观缺陷、晶体结构、纳米颗粒等材料细节。
这对于材料工程师来说非常重要，可以帮助他们改进材料的性能和开发新的材料。
生命科学SEM可以用于观察生物样品的微观结构。
比如，它可以观察细胞的形态、细胞器的分布和细胞表面的纹理。
这对于生物学家来说非常重要，可以帮助他们了解生物体的结构和功能。
纳米科学SEM在纳米科学领域中也有广泛的应用。
通过SEM可以对纳米材料进行表面形貌和结构的观察。
它可以显示出纳米结构的细节，帮助科学家研究纳米颗粒的组装、层析和相互作用等现象。
SEM基础知识必知对于SEM，很多人已经不陌生了，但是我们写文章，都是提倡给新手们看的，老手对于文章来说，他们不稀罕，因为他们自己也都有自己的一些套路，那么，下面由美女seo整理一些关于sem的知识文章，我相信身边的大部分朋友都不陌生SEO这个词，但提到SEM，什么是SEM的时候，却大部分同学都跟我初涉SEM的状态一样。
那么什么是SEM呢?SEM的定义SEM是Search Engine Marketing的缩写，中文意思是搜索引擎营销。
SEM是一种新的网络营销形式。
SEM所做的就是全面而有效的利用搜索引擎来进行网络营销和推广。
SEM 追求最高的性价比，以最小的投入，获最大的来自搜索引擎的访问量，并产生商业价值。
现在随着互联网的深入生活，SEM也是随之而来，方便人们的生活，例如现在大家都普遍使用的B2C网站，还有网上缴费等等，很多都运用了SEM。
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百度SEM百度SEM是指由百度公司发起建立的一个传播搜索引擎营销知识及互联网商业推广产品动态的平台，该平台将提供包括 SEM 知识培训、认证、案例分享、行业交流等服务内容。
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我们觉得非常幸运的是，在这个年轻而又有活力的业务模式身上，我们看到了许多的成长价值，如何了解并运用好这些价值，是我们之前、现在以至于将来一直致力以求的!我们认为 SEM 不仅仅是一种产品或业务模式，更是一种服务，是一种利用搜索引擎平台，通过对客户需求的理解及市场变化的把握，以达到市场目标的专业服务。
扫描电镜（SEM）超全知识汇总真空技术扫描电子显微镜，是自上世纪60年代作为商用电镜面世以来迅速发展起来的一种新型的电子光学仪器，被广泛地应用于化学、生物、医学、冶金、材料、半导体制造、微电路检查等各个研究领域和工业部门。
如图1所示，是扫描电子显微镜的外观图。
▲图1. 扫描电子显微镜特点制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大、保真度高、有真实的三维效应等，对于导电材料，可直接放入样品室进行分析，对于导电性差或绝缘的样品则需要喷镀导电层。
基本结构从结构上看，如图2所示，扫描电镜主要由七大系统组成，即电子光学系统、信号探测处理和显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。
电磁透镜：热发射电子需要电磁透镜来成束，所以在用热发射电子枪的扫描电镜上，电磁透镜必不可少。
通常会装配两组：汇聚透镜和物镜，汇聚透镜仅仅用于汇聚电子束，与成象会焦无关；物镜负责将电子束的焦点汇聚到样品表面。
扫描线圈的作用是使电子束偏转，并在样品表面作有规则的扫动，电子束在样品上的扫描动作和显像管上的扫描动作保持严格同步，因为它们是由同一扫描发生器控制的。
样品室内除放置样品外，还安置信号探测器。
2、信号探测处理和显示系统电子经过一系列电磁透镜成束后，打到样品上与样品相互作用，会产生二次电子、背散射电子、俄歇电子以及X射线等一系列信号。
所以需要不同的探测器譬如二次电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息。
虽然X射线信号不能用于成象，但习惯上，仍然将X射线分析系统划分到成象系统中。
有些探测器造价昂贵，比如Robinsons式背散射电子探测器，这时，可以使用二次电子探测器代替，但需要设定一个偏压电场以筛除二次电子。
3、真空系统真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。
真空柱是一个密封的柱形容器。
真空泵用来在真空柱内产生真空。
有机械泵、油扩散泵以及涡轮分子泵三大类，机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨灯丝枪的扫描电镜的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧及六硼化铈枪的扫描电镜,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。
SEM的基本知识
扫描电子显微镜的工作原理
扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。
扫描电镜具有以下的特点
(1) 可以观察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以观察更大直径)，制样方法简单。
(2) 场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。
(3) 放大倍数变化范围大，一般为 15 ～ 200000 倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。
(4) 具有相当高的分辨率，一般为 3.5 ～ 6nm。
(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。
采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。
(6) 可进行多种功能的分析。
与 X 射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。
(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。
扫描电镜的主要结构
1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）；物镜光阑。
2.扫描系统：扫描信号发生器；扫描放大控制器；扫描偏转线圈。
3.信号探测放大系统：探测二次电子、背散射电子等电子信号。
4.图像显示和记录系统：早期SEM采用显像管、照相机等。
数字式SEM采用计算机系统进行图像显示和记录管理。
5.真空系统：真空度高于 10 -4 Torr 。
常用：机械真空泵、扩散泵、涡轮分子泵
6.电源系统：高压发生装置、高压油箱。
扫描电镜主要指针
1.放大倍数 M=L/l
2.分辨率（本领）
影响分辨本领的主要因素：入射电子束斑的大小，成像信号（二次电子、背散射电子等）。
3.扫描电镜的场深
扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时，可获得清晰图像的深度范围。
当一束微细的电子束照射在表面粗糙的试样上时，由于电子束有一定发散度，除了焦平面处，电子束将展宽，场深与放大倍数及孔径光阑有关。
试样制备
1 ．对试样的要求：试样可以是块状或粉末颗粒，在真空中能保持稳定，含有水分的试样应先烘干除去水分，或使用临界点干燥设备进行处理。
表面受到污染的试样，要在不破坏试样表面结构的前提下进行适当清洗，然后烘干。
新断开的断口或断面，一般不需要进行处理，以免破坏断口或表面的结构状态。
有些试样的表面、断口需要进行适当的侵蚀，才能暴露某些结构细节，则在侵蚀后应将表面或断口清洗干净，然后烘干。
对磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响。
试样大小要适合仪器专用样品座的尺寸，不能过大，样品座尺寸各仪器不均相同，一般小的样品座为Φ3～5mm，大的样品座为Φ30～50mm，以分别用来放置不同大小的试样，样品的高度也有一定的限制，一般在5～10mm左右。
2 ．扫描电镜的块状试样制备是比较简便的。
对于块状导电材料，除了大小要适合仪器样品座尺寸外，基本上不需进行什么制备，用导电胶把试样粘结在样品座上，即可放在扫描电镜中观察。
对于块状的非导电或导电性较差的材料，要先进行镀膜处理，在材料表面形成一层导电膜。
以避免电荷积累，影响图像质量。
并可防止试样的热损伤。
3 、粉末试样的制备：先将导电胶或双面胶纸粘结在样品座上，再均匀地把粉末样撒在上面，用洗耳球吹去未粘住的粉末，再镀上一层导电膜，即可上电镜观察。
4 、镀膜：镀膜的方法有两种，一是真空镀膜，另一种是离子溅射镀膜。
离子溅射镀膜的原理是：在低气压系统中，气体分子在相隔一定距离的阳极和阴极之间的强电场作用下电离成正离子和电子，正离子飞向阴极，电子飞向阳极，二电极间形成辉光放电，在辉光放电过程中，具有一定动量的正离子撞击阴极，使阴极表面的原子被逐出，称为溅射，如果阴极表面为用来镀膜的材料（靶材），需要镀膜的样品放在作为阳极的样品台上，则被正离子轰击而溅射出来的靶材原子沉积在试样上，形成一定厚度的镀膜层。
离子溅射时常用的气体为惰性气体氩，要求不高时，也可以用空气，气压约为
5 X 10 -2 Torr 。
离子溅射镀膜与真空镀膜相比，其主要优点是：（ 1 ）装置结构简单，使用方便，溅射一次只需几分钟，而真空镀膜则要半个小时以上。
（ 2 ）消耗贵金属少，每次仅约几毫克。
（ 3 ）对同一种镀膜材料，离子溅射镀膜质量好，能形成颗粒更细、更致密、更均匀、附着力更强的膜。
