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扫描电镜(SEM)
简介

    电子显微镜是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。扫描电子显微镜(scanning electron microscope),简称扫描电镜(SEM),是电子显微镜的一种。扫描电子显微镜主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。

工作原理

    SEM的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品,当一束高能的入射电子轰击物质表面时,被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子,以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。同时,也可产生电子-空穴对、晶格振动(声子)、电子振荡(等离子体)。
    原则上讲,利用电子和物质的相互作用,可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息,如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。扫描电子显微镜正是根据上述不同信息产生的机理,采用不同的信息检测器,使选择检测得以实现。如对二次电子、背散射电子的采集,可得到有关物质微观形貌的信息;对X射线的采集,可得到物质化学成分的信息。正因如此,根据不同需求,可制造出功能配置不同的扫描电子显微镜。
  扫描电镜在追求高分辨率、高图像质量发展的同时,也向复合型发展,即成为把扫描、透射及微区成分分析、电子背散射衍射等结合为一体的复合型电镜,实现了表面形貌、微区成分和晶体结构等多信息同位分析。近几年随着计算机、信息数字化技术的发展和在扫描电镜上的应用,使得扫描电镜的各种性能发生了新的飞跃,操作更加快捷,使用更加方便,是科学研究及至工业生产等许多领域应用最为广泛的显微分析仪器之一。

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