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扫描电子显微镜扫描电子显微镜(scanning electron microscope),简称扫描电镜(SEM)o是一种利用电子束扫描样品表面从而获得样品信息的电子显微镜。
它能产生样品表面的高分辨率图像，且图像呈三维，打描电子显微镜能被用来鉴定样品的表面结构。
结构扫描电子显微镜由三人部分组成：真空系统，电子束系统以及成像系统。
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-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了泵三人类，机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置餌枪的SEM的真空要求，但对于装配了场致发射枪或六硼化锢枪的SEM,则需要机械泵加涡轮分了泵的组合。
成像系统和电子束系统均内置在真空柱中。
之所以要用真空，主要基于以下两点原因：•电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效，所以除了在使用SEM时需要用真空以外，平时还需要以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。
•为了增大电子的平均自由程，从而使得用于成像的电子更多。
电子束系统电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成像。
电子枪电子枪用于产生电子，主要有两大类，共三种。
一类是利用场致发射效应产生电了，称为场致发射电了枪。
这种电子枪极其昂贵，在十万美元以上，且需要小于的极高真空。
但它具有至少1000小时的寿命，且不需要电磁透镜系统。
另一类则是利用热发射效应产生电了，有钩枪和六硼化澜枪两种。
鹄枪寿命在30〜100小时之间，价格便宜，但成像不如其它两种明亮，常作为廉价或标准SEM配置。
六硼化澜枪寿命介于场致发射电子枪与鹄枪之间，为200〜1000小时，价格约为餌枪的十倍，图像比钩枪明亮5〜10倍，需要略高于钩枪的真空，一般在lCftorr以上；但比餌枪容易产生过度饱和与热激发问题。
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SEM上, 电磁透镜必不可少。
电子显微镜和扫描隧道显微镜- 电子显微镜与扫描隧道显微镜显微镜是生命科学和物理学研究中最常用的工具之一。
从简单的光学显微镜到高级的电子显微镜和扫描隧道显微镜，显微镜在不同领域中都起着至关重要的作用。
电子显微镜（EM）和扫描隧道显微镜（STM）是现代科学中最重要的显微镜之一，它们在材料科学、物理学、化学和生命科学等领域中都具有广泛的应用。
- 电子显微镜（EM）电子显微镜是一种使用电子束而非光线的显微镜。
它使用的光束是电子束，通过电镜管产生。
这种方法比光线显微镜提供更高的分辨率，可以获得更高的放大倍率，因此可以检测纳米级别的细节。
电子显微镜有两种主要类型：透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。
TEM使用点状的能量电子束穿过样品，模拟晶体结构的形象，如生物分子或晶格。
与透射电子显微镜不同，SEM不是通过射线，而是通过扫描一个电子束的“感应场”对样品进行显微镜检查的。
SEM在图像处理方面更加灵活，因为沿特定的方向移动的“感应场”仅作用于特定的物体。
SEM还可以使用样品表面的中子以增强样品的成像质量。
- 扫描隧道显微镜（STM）扫描隧道显微镜（STM）是由瑞士物理学家希罗德·罗斯特和德国物理学家海因里希·鲍姆（Heinrich Rohrer和Gerd Binnig）首次发现的。
STM使用一个非接触的探针通过扫描样品表面来检测电流。
STM的分辨率超过了几个原子的间距，并可检测网络结构的局部。
STM没有透射电子显微镜或扫描电子显微镜，因为它检测的是样品表面的原子状态。
但与透射电子显微镜和扫描电子显微镜不同，STM使用的探头不留下成像细节，但非常适合检测表面的局部结构。
- 应用电子显微镜和扫描隧道显微镜可以应用于不同领域，如以下例子所示：材料科学：电子显微镜可用于研究纳米颗粒、多晶金属等材料科学研究，以及晶体成长和表面变换等方面的基础研究。
STM可用于生成高分辨率的图像，可以研究新颖材料的原子结构。
扫描隧道电子显微镜编辑锁定本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
扫描隧道电子显微镜(scanning tunneling microscope，STM)是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器，利用电子在原子间的量子隧穿效应，将物质表面原子的排列状态转换为图像信息的。
中文名扫描隧道电子显微镜外文名scanning tunneling microscop简称STM发明者格尔德·宾宁目录1. 1 定义2. 2 背景3. 3 发展1. 4 原理2. 5 工作方式3. ▪恒流模式4. ▪恒高模式1. 6 应用2. 7 展望定义编辑扫描隧道电子显微镜(scanning tunneling microscope，STM)是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器,利用电子在原子间的量子隧穿效应，将物质表面原子的排列状态转换为图像信息的。
在量子隧穿效应中，原子间距离与隧穿电流关系相应。
通过移动着的探针与物质表面的相互作用，表面与针尖间的隧穿电流反馈出表面某个原子间电子的跃迁，由此可以确定出物质表面的单一原子及它们的排列状态。
背景编辑透射电子显微镜在观察物质的整体结构方面是很有用的，但在表面结构的分析上却较困难，这是因为透射电子显微镜是由高能电透过样品来获得信息的，反映的是样品物质的内部信息。
扫描电子显微镜（SEM）虽然能揭示一定的表面情况，但由于入射电子总具有一定能量，会穿入样品内部，因此分析的所谓“表面” 总在一定深度上，而且分辫率也受到很大限制。
场发射电子显微镜（FEM)和场离子显微镜（FIM）虽然能很好地用于表面研究，但是样品必须特殊制备，只能置于很细的针尖上，并且样品还需能承受高强电场，这样就使它的应用范围受到了限制。
扫描隧道电子显微镜（STM）的工作原理完全不同，它不是通过电子束作用于样品（如透射和扫描电子显微镜）来获得关于样品物质的信息，也不是通过高电场使样品中的电子获得大于脱出功的能量而形成的发射电流成象（如场发射电子显微镜），并以此来研究样品物质，它是通过探测样品表面的隧道电流来成象，从而对样品表面进行研究。
电子显微镜与扫描隧道显微镜的应用当我们想要观察通常无法分辨的微观结构时，电子显微镜和扫描隧道显微镜这两种现代显微技术成为了不可或缺的工具。
它们可以将原本模糊和不清晰的物质信息变成高质量、高分辨率的图像，我们可以通过它们观察到最基本的元素和原子的结构，同时揭示出许多新颖的现象和材料特性。
在本文中，我们将会详细介绍这两种显微技术的原理和应用。
一、电子显微镜电子显微镜是一种基于电子束的显微技术，可以将电子束聚焦到纳米尺度的大小，它的分辨率比光学显微镜高出一个数量级以上。
电子显微镜主要分为两种类型：透射电子显微镜和扫描电子显微镜。
1. 透射电子显微镜透射电子显微镜（TEM）可以穿透样品，从而形成一个类似于投影的电子图像，并且可以将样品的内部细节显示出来。
它利用一个高能电子束透过样品，透射的电子会受到样品中原子的散射、吸收和衍射等过程的影响，最终被收集到一个荧光屏或摄像机上。
TEM的分辨率可以达到0.1纳米，可以用来观察纳米级别的结构和原子排列方式，因此在材料科学、生物医学等领域中有着广泛的应用。
例如，科学家们可以通过TEM观察到米粒、晶粒和原子的结构，以深入研究材料的特性，并利用这些知识开发出更高性能的材料。
在生物医学领域，TEM可以用来观察细胞超微结构，以探索细胞的生命活动。
2. 扫描电子显微镜扫描电子显微镜（SEM）则是一种利用电子束对样品进行扫描成像的技术，可以获得样品表面的三维结构。
SEM通过扫描物质表面形成图像，电子束会与样品表面原子发生相互作用，并在样品表面产生一系列的信号和反应，这些信号通过不同的探测器被检测并转换为图像。
相比于TEM，SEM的分辨率略低，一般在10-50纳米。
不过，它有着更广泛的应用，包括材料科学中的表面形貌研究、纳米技术研究、生物科学中的细胞外形状观测等。
例如，在材料科学中，SEM可以观察到纳米结构表面的缺陷和形貌，对研究材料力学性能有着很大的帮助。
二、扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜（STM）是一种基于隧道效应的显微技术，它是以极高的分辨率扫描表面上绝缘或半导体物质表面的电子结构的一种方法。
1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1986年诺贝尔物理学奖一半授予德国柏林弗利兹-哈伯学院（Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft）的恩斯特·鲁斯卡（ErnstRuska，1906-1988），以表彰他在电光学领域做了基础性工作，并设计了第一架电子显微镜；另一半授予瑞士鲁希利康（Rüschlikon）IBM苏黎世研究实验室的德国物理学家宾尼希（Gerd Binnig，1947-）和瑞士物理学家罗雷尔（Heinrich Rohrer，1933-），以表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。
研制电子显微镜的历史可以追溯到19世纪末。
人们在研究阴极射线的过程中发现阴极射线管的管壁往往会出现阳极的阴影。
1897年布劳恩设计并制成了最初的示波管。
这就为电子显微镜的诞生准备了技术条件。
1926年布什（H.Busch）发表了有关磁聚焦的论文，指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦，如同光线通过透镜时可以聚焦一样，因此可以利用电子成像。
这为电子显微镜作了理论上的准备。
限制光学显微镜分辨率的主要因素是光的波长。
由于电子束波长比光波波长短得多，可以预期运用电子束成像的电子显微镜可以得到比光学显微镜高得多的分辨率。
恩斯特·鲁斯卡1906年12月25日生于德国巴登市海德堡。
他的父亲是柏林大学历史学教授.1925年-1927年，恩斯特上中学时就喜欢工程.井在慕尼黑两家公司学习电机工程。
后随父到了柏林，1928年夏进入柏林恰洛廷堡的柏林技术大学学习，在大学期间参加过高压实验室工作，从事阴极射线示波管的研究。
从1929年开始，鲁斯卡在组长克诺尔（M.Knoll）的指导下进行电子透镜实验。
这对鲁斯卡的成长很有益处。
1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1986年诺贝尔物理学奖一半授予德国柏林弗利兹-哈伯学院（Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft）的恩斯特·鲁斯卡（ErnstRuska，1906-1988），以表彰他在电光学领域做了基础性工作，并设计了第一架电子显微镜；另一半授予瑞士鲁希利康（Rüschlikon）IBM苏黎世研究实验室的德国物理学家宾尼希（Gerd Binnig，1947-）和瑞士物理学家罗雷尔（Heinrich Rohrer，1933-），以表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。
研制电子显微镜的历史可以追溯到19世纪末。
人们在研究阴极射线的过程中发现阴极射线管的管壁往往会出现阳极的阴影。
1897年布劳恩设计并制成了最初的示波管。
这就为电子显微镜的诞生准备了技术条件。
1926年布什（）发表了有关磁聚焦的论文，指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦，如同光线通过透镜时可以聚焦一样，因此可以利用电子成像。
这为电子显微镜作了理论上的准备。
限制光学显微镜分辨率的主要因素是光的波长。
由于电子束波长比光波波长短得多，可以预期运用电子束成像的电子显微镜可以得到比光学显微镜高得多的分辨率。
【恩斯特·鲁斯卡1906年12月25日生于德国巴登市海德堡。
他的父亲是柏林大学历史学教授.1925年-1927年，恩斯特上中学时就喜欢工程.井在慕尼黑两家公司学习电机工程。
后随父到了柏林，1928年夏进入柏林恰洛廷堡的柏林技术大学学习，在大学期间参加过高压实验室工作，从事阴极射线示波管的研究。
从1929年开始，鲁斯卡在组长克诺尔（）的指导下进行电子透镜实验。
这对鲁斯卡的成长很有益处。
1928年-1929年期间，鲁斯卡在参与示波管技术研究工作的基础上，进行了利用磁透镜和静电透镜使电子束聚焦成像的实验研究，证实在电子束照射下直径为的光阑可以产生低倍（倍）的像，并验证了透镜成像公式。
