SEM工作距离和加速电压对图像分辨率的影响
扫描电子显微镜-SEM-3 材料研究方法与实验
JSM－6700F场发射扫描电 镜
中科院上海硅酸盐所的FESEM
场发射扫描电镜
当金属、氧化物、硼化物等加热到高温 时，能发射热电子。另外，当金属、氧 化物、硼化物有细的尖端时，尖端表面 在强的电场作用下也能发射电子。用强 电场使上述材料发射电子的原理，可以 制造高亮度的TEM或SEM的电子枪，称场 发射电子枪。九十年代SEM开始采用场 发 射电子枪，称这种SEM为场发射扫描 电镜 （Field Emission Scanning Electron Microscope: FESEM)
正确认识分辨率
仪器的分辨率指标不是日常工作能实现 的，只是仪器验收指标。拍摄分辨率照 片是用碳镀金的特殊试样，拍照时规定 一些特殊条件，如放大倍率、电子束电 流、加速电压、工作距离等。有时要晚 上没有任何振动和干扰情况下进行多次 拍照，寻找最好的图像测量分辨率。日 常工作无法满足上述的特殊要求。
冷场发射和热场发射
场发射SEM分冷场发射和热场（肖特基 ） 发射。冷场发射是阴极温度在室温， 热 场发射阴极要加热到约1500℃。热场 W 阴极单晶尖端为<111>取向，表面有 一 层氧化锆，以降低电子发射的功函数 。 冷场发射的W单晶是<310>取向， <310> 取向的逸出功最小（4.2eV）。
对光学显微镜 ＝70－75，n=1.4。 nsin1.4， 而 可 见 光 波 长 ：＝400nm700nm ，所以光学显微镜分辨率 d0.5 ， 显 然 d 200nm。
电子波长
要提高分辨率可以减小照明波长来实现。 SEM是用电子束照射试样，电子束是
一 种De Broglie波，具有波粒二相性， ＝ 12.26/V0.5(伏) ，如果V＝20kV时， 则 ＝ 0.0085nm 。 目 前 用 W 灯 丝 的 SEM ， 分辨率已达到3nm-6nm, 场发射源SEM分 辨率可达到1nm 。日立S－5200FESEM 分辨率0.5nm(试样在极靴内).
蔡司 Sense BSD 超微结构成像解决方案说明书
蔡司Sense BSD用于对超微结构进行快速温和成像的 背散射电子探测器使用SEM 实现TEM 级别的成像以全新的速度和质量对超微结构进行成像电子显微镜传统上用于对组织和细胞的亚细胞结构进行高分辨率研究。
透射电子显微镜（TEM）一直是超微结构成像的优选，但配备背散射电子探测器的扫描电子显微镜（SEM）也可以获取类似TEM的高分辨率图像。
然而，SEM成像可能会带来挑战，尤其是对非导电生物样品成像。
想要得到快速的高分辨率成像需要高电子剂量和加速电压，这会导致荷电效应和样品损伤，从而影响图像质量。
蔡司Sense BSD可以在高效率和高质量图像的基础上，实现高分辨率超微结构成像，使您的SEM可以进行TEM级别的成像。
解决方案凭借新的二极管设计和出色的检测器灵敏度，Sense BSD 可以检测到少量电子并将低信号转换为高对比度的图像。
因此得以用低加速电压和低电子剂量实现快速图像采集。
您的生物样品可以在不受损的情况下成像，并防止因荷电效应引起的图像质量下降。
探测器出厂时已校准，因此无需进一步校准。
只要在软件中单击几下，您就可以用检测器进行成像。
优势• 非常适合非导电的易荷电生物样品。
• 允许使用低电压成像，提供理想样品保护并避免图像质量下降。
• 通过提高检测器灵敏度实现高对比度成像。
• 在更短的时间内生成高质量的图像。
• 整个样品区域均可用于成像，观察视野不受TEM栅格限制。
• Sense BSD配备了工厂校准的检测器，可立即投入使用。
• 清晰简洁的用户界面，操作更简单。
(A) 在蔡司Sense BSD下获得的苔藓虫Tricellaria inopinata幼虫切片图像（1.5 kV，像素大小：200 nm）。
(B) 图(A)的框中的细胞结构细节展示，如细胞核或纤毛（1 kV，像素大小：50 nm）。
样品由挪威卑尔根大学萨斯海洋分子生物学研究中心的Anna Seybold和Harald Hausen 提供。
扫描电镜显微分析
扫描电镜显微分析扫描电镜显微分析实验报告一、实验目的1、了解扫描电镜的基本结构和原理。
2、掌握扫描电镜试样的制备方法。
3、了解扫描电镜的基本操作。
4、了解二次电子像、背散射电子像和吸收电子像，观察记录操作的全过程及其在组织形貌观察中的应用。
二、实验内容1、根据扫描电镜的基本原理，对照仪器设备，了解各部分的功能用途。
2、根据操作步骤，对照设备仪器，了解每步操作的目的和控制的部位。
3、在老师的指导下进行电镜的基本操作。
4、对电镜照片进行基本分析。
三、实验设备仪器与材料Quanta 250 FEG 扫描电子显微镜四、实验原理（一）、扫描电子显微镜的基本结构和成像原理扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,简称SEM）是继透射电镜之后发展起来的一种电子显微镜简称扫描电镜。
它是将电子束聚焦后以扫描的方式作用样品，产生一系列物理信息，收集其中的二次电子、背散射电子等信息，经处理后获得样品表面形貌的放大图像。
扫描电镜主要由电子光学系统；信号检测处理、图像显示和记录系统及真空系统三大系统组成。
其中电子光学系统是扫描电镜的主要组成部分，主要组成：电子枪、电磁透镜、光栏、扫描线圈、样品室等，其外形和结构原理如图1所示。
由电子枪发射出的电子经过聚光镜系统和末级透镜的会聚作用形成一直径很小的电子束，投射到试样的表面，同时，镜筒内的偏置线圈使这束电子在试样表面作光栅式扫描。
在扫描过程中，入射电子依次在试样的每个作用点激发出各种信息，如二次电子、背散射电子、特征X射线等。
安装在试样附近的探测器分别检测相关反应表面形貌特征的形貌信息，如二次电子、背散射电子等，经过处理后送到阴极射线管（简称CRT）的栅极调制其量度，从而在与入射电子束作同步扫描的CRT上显示出试样表面的形貌图像。
根据成像信号的不同，可以在SEM的CRT上分别产生二次电子像、背散射电子像、吸收电子像、X射线元素分布图等。
本实验主要介绍的二次电子像和背散射电子像。
扫描电镜工作距离和加速电压与图像清晰度的关系研究
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｉ ｄｅ ｔ ｍ ａ ｅ ｃｅ ｒ ｈ ｆｅ ｔ ｏｆ ｉｆ ｒ ｎ ｗｏｒ ｄｉｔｎｃ ｓ ａ ａ ｃ ｌ ｒ ｔｎ ｌａ ｓ ｆ ｌｃ ｒ ｔａ ｔ ｎ ｏｒ ｒ ｏ ｋ ｌａ ｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｋ ｓ ａ ｅ ｎｄ ｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｇ ｖｏ ｔｇｅ ｏ ｅｅ ｔｏｎ ｂ ａ ｏ ｈｅｉ ａ ｅ ｉ ｔｏｎ ｏｆＳ ｅ ｍ ｎ ｔ ｍ ｇｅ ｄ ｆｎｉｉ ＥＭ ，ｔ ｅ ｐａ ｅ ｏ ｐａ ｅ ｈ ｍ ａ ｓｏｆＥｓ ｈ ｒｃ ｉ ｏ ｉｕｎ ｒｄ ｆｅ ｅ ｔｗ ｏ ｋ ｈ ｐ ｒｃ ｍ ｒ ｄ ｔ ｅ ｉ ｇｅ ｃ ｅ ｉｈ ａｃ ｌ ｄｅ ｉｆｒ ｎ ｒ ｄｉｔ ｎｃ ｓ ａ ｄ ａ ｃ ｌ ｒ ｔｎｇ ｖ ｔ ｇｅ ｆｅｅ ｔｏｎ ｂ ａ ｔ ｃ ｎｎｉ ｌｃ ｒ ｎｉ ｉｒ ｃ ｐｙ Ｔｈｅ ｒ ｓ ｌｓｉ ｄｉａ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｏｌａ ｓｏ ｌｃ ｒ ｅ ｍ ｗｉｈ ｓ ａ ｎｇ ｅｅ ｔｏ ｃ ｍ ｃ ｏｓ ｏ ． ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔｄ
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第 ２ ７卷
第 ８期
２１ Ｏ ０年 ８月
Hale Waihona Puke ＣＮ １ ２ ３ Ｔ １— ０ ４／
Ｖｏ１ ２ Ｎ ｏ ８ Ａ ｕ ． ２ １ ． ７ ． ｇ ０ ０
Ｓｈ ｉＹｏｎ ｈｏ ｇ ～， ｕ Ｃｈａ ｇｆ ｎ 。， ｉ ｏ Ｙｏｕ ｈｉ Ｚｏ ｇ ｎ Ｘ ｎ ｅ ｇ Ｍ ａ ｚ ， ｕ Ｚｈｅ ｏｕ ，Ｚｏｕ Ｒｕｙ ，Ｙ ａ ｇ Ｍ ｅ ， ｎｙ 。 ｉ ｎ ｎｇ
SEM工作原理与使用方法
SEM工作原理与使用方法SEM（扫描电子显微镜）是一种使用电子束对样品进行成像的显微镜。
与光学显微镜相比，SEM具有更高的分辨率和放大倍数，能够显示更小尺寸的样品细节。
SEM广泛应用于材料科学、生物学、化学和纳米技术等领域。
本文将介绍SEM的工作原理和使用方法。
SEM的工作原理：SEM使用电子束而不是光线来照射样品，并通过收集散射的电子来获得图像。
一般来说，SEM包括以下几个主要的部分：电子枪、聚焦系统、样品台、检测系统和显示系统。
1.电子枪：电子枪产生高速的电子束。
其工作原理是通过在热阴极附近加热产生的热电子，被高压枪芯电场加速并形成一个细束的电子束。
这个束被称为原始电子束。
2.聚焦系统：原始电子束经过由磁环组成的聚焦系统，通过调整磁场来聚焦电子束，使其具有更好的聚焦能力。
这样可以使电子束更加凝聚和集中，以准确地照射样品。
3.样品台：样品放置在样品台上。
样品台可以通过微调机械装置进行调整，以便将样品放置在正确的位置并获得最佳的成像效果。
常用的样品制备方法包括金属喷溅、真空蒸镀和冷冻切片等。
4.检测系统：电子束照射到样品上时，会发生与样品相互作用的散射。
检测系统主要包括接收和检测这些散射电子的装置。
这些散射电子被放大并转换为电子信号。
5.显示系统：收集到的电子信号经过处理，通过显示设备（如计算机显示器）以图像的形式呈现。
SEM的使用方法：1.样品制备：首先，样品需要被制备成薄片、薄片或粉末的形式。
然后，样品需要被金属喷溅、真空蒸镀或冷冻切片等方法进行表面处理。
2.调整SEM系统参数：选择合适的加速电压、工作距离和聚焦电流等参数，以获得适当的分辨率和成像深度。
不同的样品可能需要不同的参数设置。
3.放置样品：将制备好的样品放置在样品台上，并使用微调机械装置进行调整，使样品可以位于所需的位置。
4.获取图像：打开SEM系统，开始获取图像。
在整个过程中，可以根据需要调整聚焦、缩放和对比度等参数，以获得清晰的图像。
扫描电子显微镜的操作步骤与技巧
扫描电子显微镜的操作步骤与技巧扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种非常重要的科学研究工具，广泛应用于材料科学、生物学、医学等领域。
通过使用扫描电子显微镜，我们可以观察和研究微小的物体结构和形貌。
然而，要正确操作该设备并获得高质量的显微图像，并不是一件简单的事情。
在本文中，我们将讨论扫描电子显微镜的基本操作步骤和一些技巧。
首先，确保准备工作的完整。
操作扫描电子显微镜之前，应确保待观察样品已经被充分准备。
这包括样品的固定和处理，以确保其表面平整和干燥。
如果样品表面不平整或存在水分，则可能会导致扫描电子显微镜的成像效果不佳。
因此，在开始操作之前，应仔细检查样品的处理程度以及其是否符合操作要求。
其次，正确设置和校准设备。
扫描电子显微镜有许多参数和控制选项，而正确设置和校准这些参数至关重要。
首先，我们需要选择适当的加速电压和电流，以确保样品能够正常激发和产生电子束。
其次，在显微镜的对准方面，我们要关注电子束和样品之间的距离以及投射角度。
调整这些参数可以最大程度地提高成像质量。
除了基本的操作步骤之外，还有一些技巧可以帮助我们获得更好的成像效果。
首先，要避免电子束损伤。
当样品处于高于正常加速电压的情况下，电子束可能引起样品的电离和热损伤。
因此，我们应尽量选择低电压和电流，并在操作过程中控制好作用时间，以避免这种损伤。
其次，要注意电子束的扫描速度。
快速扫描速度可能会导致成像模糊，而过慢的扫描速度可能会导致成像时间变长。
合理调节扫描速度可以获得清晰且高效的显微图像。
此外，掌握样品准备技巧也是操作扫描电子显微镜的重要一环。
在扫描电子显微镜中，样品的导电性对成像起着至关重要的作用。
对于不导电的样品，需要涂覆一层导电剂，以提供导电性。
而对于易挥发性的样品，则需要低温固定和冷冻来保持其形态。
掌握这些样品处理技巧可以更好地应对不同的样品类型，并获得高质量的显微图像。
最后，及时的设备维护和保养也是操作扫描电子显微镜的关键。
SEM扫描电镜要点知识
扫描电镜相关知识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。
5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布(Energy Spread) 要小，目前常用的种类计有三种，钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射(Field Emission)，不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。
扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①
扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①扫描电镜（SEM）是一种高分辨率的表面成像技术，广泛应用于材料科学、生物学、地质学、医学等领域。
在进行SEM样品制备时，需要注意很多因素，因为这些因素会直接影响到SEM图像的质量。
本文将对SEM样品制备及图像质量影响因素进行分析。
一、SEM样品制备1. 样品固定在进行SEM样品制备时，首先需要固定样品。
对于生物样品，通常采用化学固定或冷冻固定的方法，以保持样品的形态结构。
对于非生物样品，通常采用化学固定或者高温熔融固定的方法，以保持样品表面的形貌。
2. 样品清洁样品在制备过程中会受到空气中的灰尘和杂质的污染，因此在进行SEM样品制备时，需要对样品进行清洁处理。
通常采用超声清洗或者离子清洗的方法，将样品表面的杂质清除干净。
4. 样品导电在进行SEM样品制备时，非导电性的样品表面会导致电荷积累，从而产生伪影。
因此需要对样品进行导电处理，通常采用金属喷镀或者碳喷镀的方法，将样品表面覆盖上一层导电层。
二、影响SEM图像质量的因素1. 样品表面形貌样品表面的形貌直接影响SEM图像的清晰度和分辨率。
如果样品表面粗糙或者有微观结构，会导致SEM图像的模糊和失真。
2. 样品的导电性样品的导电性会直接影响SEM图像的质量。
非导电性的样品容易产生电荷积累，导致图像的伪影和噪音。
3. 样品的真实性样品在进行SEM制备时，需要保持其真实性。
如果样品在制备过程中出现形变或者变化，会导致SEM图像的失真。
6. 扫描电镜参数设置SEM图像质量还受到扫描电镜参数的影响。
例如加速电压、工作距离、探针电流等参数的设定会影响图像的清晰度和分辨率。
SEM样品制备及图像质量影响因素是一个相当复杂的问题，需要在具体的实验操作中进行深入的研究和分析。
只有充分调控好SEM样品制备及影响图像质量的因素，才能够获得高质量的SEM图像，为科研工作者提供更为准确的样品信息。
扫描电镜试题整理---赵玲玉
第一部分1.如果实验室因电路打火，正确的处理方式是？先切断电源，再用干粉或气体灭火器灭火，不可直接泼水灭火，以防触电或电器爆炸伤人。
如果火势太大，应迅速离开现场，并向有关部门报告以采取有效措施控制和扑救火灾。
2.在装载样品以及实验中移动样品台时，有些什么注意事项？①装载大样品时，应使用倾斜样品台倾斜样品；②用Z样品台提升样品时要十分的小心；③看断面的样品必须事先降低样品台；④关闭样品室门时，缓慢轻关，待抽真空时再松手；⑤移动样品时，将载物台向X轴和Y轴方向移动，并保证位移量小于最大允许值，以防止样品撞坏探头或撞伤物镜极靴。
3.普通扫描电镜测试对样品的基本要求是？①能提供导电和导热通道，不会被电子束分解；②在电子束扫描下具有良好的热稳定性，不能挥发或含有水分；③样品大小与厚度要适于样品台的尺寸；④样品表面应该清洁，无污染物；⑤磁性样品要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响。
4.按电子枪源分，扫描电镜分为哪几类，各有什么优缺点？钨灯丝枪，六硼化镧枪和场发射电子枪。
①钨灯丝枪其优点是钨灯丝造价和维护成本相对较低，缺点是分辨率较差；②六硼化镧枪寿命介于中间，但比钨枪容易产生过度饱和和热激发问题；③场发射电子枪价格最贵，需要高真空，但其寿命最长，不需要电磁透镜系统。
5.为什么不能在FEINova400场发射电镜对导磁性样品进行能谱分析或高分辨图像分析？导磁性样品会磁化电镜的极靴，一旦吸到物镜极靴上，降低电镜的分辨率，影响电镜的性能。
6.在实验过程中，如果需要短暂离开，需要进行哪些必要的处理？答案一1 看周边是否有有操作资格的人（老师或者是操作员）在场，如果有的话，让他们帮忙看着电镜；2如果没有有操作资格的人在场，那么此时要把高压卸掉，打开CCD，把样品台降低最低位置，退探头，使电镜处于静止状态才可短暂离开。
离开时需要放置“暂停实验”警示牌，告知他人，实验暂停。
第二部分1. X射线能谱仪由哪些部分组成？电子陷阱的功能是什么？由半导体探测器，前置放大器和主放大器，多道脉冲高度分析器组成。
扫描电子显微镜参数对成像质量的影响
X 射线等一系列信号。所以需要不同的探测器譬如次级电子探测器、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。实验中探究了会聚透镜和物镜对 成像情况的影响，汇聚透镜用于汇聚电子束，装配在真空柱中，位于电子枪之下。 通常不止一个，并有一组汇聚光圈与之相配。汇聚透镜用于汇聚电子束。物镜为 真空柱中最下方的一个电磁透镜，它负责将电子束的焦点汇聚到样品表面。工作 距离指从物镜到样品最高点的垂直距离。如果增加工作距离，可以在其他条件不 变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离，则可以在其他条件不变的情况 下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在 5 毫米到 10 毫米之间。本实验通 过调整聚光镜电流，观察不同聚光镜电流的图片，研究聚光镜电流对成像清晰度 的影响，再通过调整工作距离，观察不同工作距离的图像，分析工作距离对成像 景深的影响。通过研究聚光镜电流和工作距离对成像的影响，加深对扫描电子显 微镜的认识，了解其各个部件的作用，得到聚光镜电流越强，成像越清晰，工作 距离越长，景深越长的结论。有助于我们在使用扫描电子显微镜时更加熟练，调 节更加迅速，并且在正确的理论框架下调节，不会有盲目操作的发生。
深越长。同时发现，在最清晰的位置，随着工作距离的增加，分辨率越来越低，
可知，景深的增加换来的是分辨率的降低。
三、对结果的分析
聚光镜电流原理如图
如图所示，聚光镜的作用类似于几何光学中的一个透镜（图中是一个透镜组，与
13
一个透镜效果相同），当调节聚光镜电流增大时，相当于透镜的焦距变小（汇聚 效果更强。）当焦距变小之后，相当于物镜的物距变大，放大率变小，最终聚焦 的光斑更小，分辨率更高。 当放大倍数较小时，扫描间距变大，不需要聚焦的光点很小。（事实上，光点太 小反而会造成成像不真实，因为在一个扫描像素中，取中间的一点取代整个像素 反而不如在像素中大范围的平均。） 聚光镜电流变大还会有另一个影响，当焦距变小，聚焦后照射在物镜光阑的电子 会变少，因为扩散的角度变大了。因此会造成电子变少。此时对比度和亮度会降 低。 同时，收集电子的数量也和分辨率有关，当达到样品的电子较少时，收集的二次 电子也较少，这样同样会降低成像的质量，降低分辨率。 因此，若要得到最佳的拍摄图像，最佳的方式是将聚光镜电流参数调节到适当的 位置，使得电子束光斑的大小大致略小于扫描像素的大小，并尽量使焦距变大， 这样浪费的电子变少，效率最高。 对于工作距离，显然，工作距离越长，电子光斑的大小小于扫描像素的大小的范 围越大，故景深越大。同时，工作距离越长，汇聚的光斑越大，会导致分辨率降 低。
sem、eds依据的检测标准
主题：SEM、EDS依据的检测标准SEM和EDS（扫描电镜和能谱仪）是现代材料科学研究中常用的分析工具，其在材料表征和分析中扮演着至关重要的角色。
SEM通过高分辨率的成像技术，可以对样品表面进行二维和三维的显微观察，而EDS则能够对样品中元素的成分进行准确的分析。
然而，要保证SEM 和EDS的分析结果准确可靠，必须要依据一定的检测标准进行操作和分析。
以下是SEM和EDS依据的检测标准：1. 样品准备标准在进行SEM和EDS分析之前，样品的准备工作非常关键。
样品需要进行表面清洁，以确保SEM的成像质量。
对于不导电的样品，需要进行金属喷涂或碳喷涂，以增加样品的导电性，从而避免表面电荷的积累对成像质量的影响。
对于易挥发元素的样品，需要进行低温固定和金属化处理，以避免元素的流失和挥发。
2. 仪器操作标准SEM和EDS的操作需要遵循一定的标准和规范。
在进行SEM成像时，操作人员需要设置合适的加速电压、工作距离和探测器的位置，以获得清晰的显微图像。
而在进行EDS分析时，需要选择合适的探测面积和积分时间，并进行标定和能量校准，以确保准确的元素分析结果。
3. 数据分析标准对于SEM和EDS获得的数据，需要进行合理的分析和解释。
在进行SEM成像的数据分析时，需要对样品的表面形貌、颗粒大小和分布等进行详细的分析和描述。
而在进行EDS元素分析时，需要对得到的能谱进行峰识别和峰面积计算，然后根据标准元素的标定曲线，计算出样品中元素的含量。
4. 质量控制标准在SEM和EDS分析过程中，质量控制非常重要。
对于SEM成像，需要定期对仪器进行性能检测和校准，以确保成像的分辨率和灵敏度处于最佳状态。
而对于EDS的能谱分析，也需要进行标定曲线的更新和仪器响应的测试，以确保分析结果的准确性和可靠性。
总结：SEM和EDS在材料科学研究中具有重要的应用价值，但要保证其分析结果的准确可靠，需要依据一定的检测标准进行操作和分析。
对样品的准备、仪器操作、数据分析和质量控制等方面都需要严格遵循相应的标准和规范，以保证SEM和EDS分析结果的准确性和可靠性。
SEM实验报告
SEM实验报告实验目的：本次实验旨在通过扫描电子显微镜（SEM）的应用，对材料的微观结构进行表征和观察，并利用SEM技术分析样品的形貌特征、组织结构、成分组成等相关信息。
实验装置和方法：本次实验采用了型号为XYZ SEM-100的扫描电子显微镜。
实验过程如下：1. 样品的制备：选择了一块金属材料作为样品，使用砂纸将其表面打磨至光滑。
随后，将样品浸泡在去离子水中并使用超声波清洗10分钟，以去除表面的杂质。
最后，将样品晾干。
2. 样品的固定：将样品放置在SEM样品架上，并使用导电胶将其固定。
导电胶的使用可以提高样品的导电性，增强SEM观察的效果。
3. SEM参数设置：设置SEM的工作条件，包括加速电压、工作距离、电子束流、信号采集等参数。
本次实验中，采用了加速电压15 kV，工作距离10 mm，电子束流100 pA的参数。
4. SEM样品架的安装：将装有样品的SEM样品架安装到SEM主机中。
5. SEM观察和图像获取：打开SEM主机，进行样品的观察和图像获取。
通过调节焦距和样品位置，选取合适的观察区域，获得清晰的图像。
实验结果与分析：在SEM观察过程中，我们获得了样品不同区域的图像，并对其进行了分析和评估。
1. 形貌特征：通过SEM的观察，我们发现样品表面存在许多微小的颗粒状结构。
这些颗粒具有不同的形状和大小，呈现出均匀分布的特点。
这种形貌特征可能与材料的晶格结构和制备工艺有关。
2. 组织结构：在高放大倍率下观察，我们发现样品内部存在一定的晶格结构。
晶粒之间呈现出不规则的形状，且有的晶粒之间存在空隙。
这表明样品的组织结构较为疏松，晶粒尺寸不均匀。
3. 成分组成：利用能谱分析技术（EDS），我们对样品进行了元素成分的定性分析。
结果显示，样品主要由金属元素组成，其中含有氧、碳等少量杂质元素。
这些元素的分布情况在SEM图像中也得到了初步的展示。
实验结论：通过本次SEM实验，我们成功对金属材料的微观结构进行了观察和表征。
FESEM加速电压对样品表面形貌信息的影响
①
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７—１ ２— ０ ８
作者简介 ： 徐泽忠（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 安徽霍邱人 ， 实验 师， 硕士， 研究方 向： 扫描 电镜及能谱仪分析测 试。
第 １期
徐泽 忠 ： Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ 加速 电压 对样 品表 面形 貌信 息的影 响
１ ３ ７
１ 实验 与讨 论
Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ 加速 电压 一般 在几 百 伏 到几 十千 伏之 间 。加速 电压 的高 低 与 入 射 电子 能 量 息 息 相 关 。 低 加 速 电压时 ， 入 射 电子 能 量 较 低 ， 与 样 品作 用 的 深度 较浅 ， 加速 电压 越低 所获 取 的样 品表面 形貌 细
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ．
２ ０ １ ８
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８—１ ４ ０ ２ （ ２ ０ １ ８） ０ ｌ一 ０ １ ３ ６—０ ２
Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ 加 速 电压 对 样 品 表 面 形 貌 信 息 的 影 响①
徐 泽 忠
（ 合肥 学院分析测试 中心 ， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
一
。
使用 扫描 电镜 不 仅 可 以 对材 料 显 微 结 构 进行
表征 分析 ， 同时 还能借 助 能谱 仪对 微 区化学组 成 和 元 素 分布进 行 分 析 。影 响 扫描 电镜 图像 质 量 的 因 素很 多 ， 比如 ， 加 速 电压 、 工作距 离 、 探针 电 流 、 束斑
直径 、 像散 校 正 等 ¨ 。ｊ 。其 中 ， 加 速 电 压 对 样 品表
节越丰富 ， 但是 图像的信噪 比较差 ， 图像在高倍率 容易 显 得 模 糊 。高 加 速 电压 时 ， 入 射 电子 能 量 较 高， 与样 品作用 的深 度较 深 ， 加 速 电压 越 高 获 取 的
扫描电镜照片参数解读及主要参数选择
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。
扫描电镜计量校准方法
扫描电镜计量校准方法
扫描电镜（SEM）是一种高分辨率的显微镜，常用于观察材料的表面形貌和微观结构。
为了确保SEM的测量结果准确可靠，需要对SEM进行计量校准。
下面我将从多个角度全面介绍扫描电镜的计量校准方法。
1. 样品制备，在进行SEM计量校准之前，首先需要准备一些标准样品，例如金属网格、硅片或其他已知尺寸和形貌的标准样品。
这些样品将用于SEM图像的尺寸和形貌测量。
2. 放大倍数校准，SEM通常具有不同的放大倍数，因此需要对SEM的放大倍数进行校准。
这可以通过使用已知尺寸的标准样品进行放大倍数校准。
通过测量标准样品在不同放大倍数下的尺寸，可以建立放大倍数与实际尺寸之间的关系，从而实现放大倍数的准确校准。
3. 工作距离校准，SEM的工作距离对图像的清晰度和放大倍数有影响，因此需要对SEM的工作距离进行校准。
这可以通过调节SEM的工作距离，并观察标准样品的图像清晰度和放大倍数来进行校准。
4. 象限校准，SEM的象限校准是为了确保图像的旋转角度准确。
通过使用具有明显方向性的标准样品，如纳米线或纳米颗粒，可以
进行象限校准，以确保SEM图像的方向准确无误。
5. 能谱校准，对于配备能谱仪的SEM，还需要进行能谱校准，
以确保能谱分析的准确性。
这可以通过使用已知成分的标准样品进
行能谱校准，建立能谱峰位与元素成分之间的关系。
总之，扫描电镜的计量校准方法涉及放大倍数校准、工作距离
校准、象限校准和能谱校准等多个方面，通过对这些方面的综合校准，可以确保SEM测量结果的准确性和可靠性。
扫描电子显微镜图像质量的因子分析
影响扫描电镜图像质量的因素分析摘要：本文介绍影响扫描电镜图像质量的因素及其对图像质量的影响，分别从加速电压、扫描速度和信噪比、束斑直径、探针电流、消像散校正、工作距离以及反差对比等分析图像质量的变化原因，提出提高图像质量的方法。
关键词: 扫描电子显微镜 SEM 图像质量扫描电子显微镜是（Scanning Electron Microscope,SEM）是20 世纪30 年代中期发展起来的一种多功能的电子显微分析仪器。
SEM 以其样品制备简单、图像视野大、景深长、图像立体感强，且能接收和分析电子与样品相互作用后产生的大部分信息，因而在科研和工业等各个领域得到广泛应用。
但是扫描电镜是非常精密的仪器，结构复杂，要想得到能充分反映物质形貌、层次清晰、立体感强和分辨率高的高质量图像仍然是一件非常艰难的事情，本文针对工作中出现的问题，分析影响图像质量的因素，讨论如何根据样品选择最佳观察条件。
1 加速电压扫描电镜的电子束是由灯丝通电发热温度升高，当钨丝达到白热化，电子的动能增加到大于阳离子对它的吸引力( 逸出功) 时，电子就逃逸出去。
在紧靠灯丝处装上有孔的栅极( 也叫韦氏盖)，灯丝尖处于栅孔中心。
栅极上100~1000V 的负电场，使灯丝的电子发射达到一定程度时，不再能继续随温度增加而增加，即达到空间电荷的饱和（这种提法是错误的）。
离开栅极一定距离有一个中心有孔的阳极，在阳极和阴极间加有一个很高的正电压称为加速电压[1]，它使电子束加速而获得能量。
加速电压的范围在1~30kV，其值越大电子束能量越大，反之亦然。
加速电压的选用视样品的性质( 含导电性) 和倍率等来选定。
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（尤其是低原子序数的材料）使材料衬度减小图像分辨率高。
但加速电压过高会产生不利因素，电子束对样品的穿透能力增大，在样品中的扩散区也加大，会发射二次电子和散射电子甚至二次电子也被散射，过多的散射电子存在信号里会出现叠加的虚影从而降低分辨率，目前我所用的扫描电子显微镜(TESCAN TS 5136MM) 的加速电压可在1~30kV 内任意调节，采用加速电压1~30 kV（见图1）。
FESEM加速电压对样品表面形貌信息的影响
FESEM加速电压对样品表面形貌信息的影响徐泽忠【摘要】Scanning electron microscopy images of several kinds of typical samples have been acquired in order to well understand the effect of FESEM accelerating voltage on the surface morphologyinformation.Results showed that the rich surface topography information of samples could be obtained from the lower accelerating volt-age,but the poor signal noise ratio(SNR)and fuzzy images in high ratio would be made.However,the infor-mation inside images and SNR would be better when the higher accelerating voltage was carried out.%为阐明FESEM加速电压对样品表面形貌信息的影响,实验比较分析了在不同加速电压条件下,几种典型样品的电镜图片,并通过理论分析得出,加速电压越低所获取的样品表面形貌细节越丰富,但是图像的信噪比较差,图像在高倍率下容易显得模糊;加速电压越高获取的样品表面信息越少,但图像信噪比好,图像内部信息越多.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】3页(P136-137,162)【关键词】场发射扫描电镜;加速电压;二次电子;形貌信息【作者】徐泽忠【作者单位】合肥学院分析测试中心,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TN160 引言场发射扫描电子显微镜(FESEM)是目前国内外广泛应用于观察材料显微结构最重要的工具之一。
四级光栅分辨率标准
四级光栅分辨率标准四级光栅分辨率标准简介四级光栅分辨率标准是针对电子扫描显微镜（SEM）的一个重要参数。
它指的是在4级增益下，显微镜所能解析的最小距离。
这个参数对于SEM图像的清晰度和细节展示非常重要。
根据 SEM 的性能不同，它的分辨率标准也会有所不同。
一般来说，SEM 的分辨率标准越高，成像质量就越清晰，但价钱也越高。
四级光栅分辨率标准的测定四级光栅分辨率标准的测定是根据国家标准进行的。
首先，需要使用标准校验样品（如金球、碳质薄膜等）来测试SEM的成像效果。
然后，根据校验样品的尺寸，使用若干种不同放大倍数，记录成像结果。
最后，经过计算，确认SEM的四级光栅分辨率标准。
SEM的四级光栅分辨率标准的影响因素SEM的四级光栅分辨率标准受到多种因素影响。
其中，可以影响SEM 分辨率的因素包括：电子束阴极（如热阴极和场发射阴极）的质量、电子束加速电压、检测器的灵敏度和SEM的光路设计等。
在使用SEM时，需注意这些因素的影响，以确保SEM成像的质量和精度。
优化SEM的四级光栅分辨率标准为了达到更高的SEM分辨率，我们可以采取一些优化措施。
首先，我们可以选择更高品质的SEM设备，以保证其内部电子光路的质量和稳定性。
其次，采用适当的电子束加速电压，以尽可能地提高SEM的图像分辨率。
此外，我们还可以升级SEM的检测器，选择更加灵敏的检测器来提高SEM的成像质量和分辨率。
总之，SEM的四级光栅分辨率标准是SEM成像质量的重要指标之一。
采取适当的优化措施，可以在不降低SEM分辨率的情况下提高SEM成像质量和精度。
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（ ． 南京 市锅 炉压 力容 器检 验研 究 院 ，江 苏 南 京 ２ ０ ０ １ １０２ ２ ．南 京 大 学 电子 科 学 与 工 程 学 院 ，江 苏 南 京 ２ ０ ９ ） １ ０ ３
摘
要 ：实 验 证 明 大 工 作 距 离 和 低 加 速 电压 会 使 Ｓ Ｍ 较 高 放 大 倍 数 的 图像 清 晰 度 下 降 。理 论 研 究 表 明 ， Ｅ
imageresolution扫描电子显微镜sem作为一种现代分析仪器以其nm量级的超高分辨本领在现代生物医学和材料等学科的微观研究中发挥着极其重要的作用而且近30a来用户迅速增加应用日益广泛1
！
二 ！
实
验
技
术
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理
第 ２ ８卷
第 ９期
２１ ０ １年 ９月
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Ｓ Ｍ 工作 距 离和 加 速 电压 对 图像 分 辨 率 的影 响 Ｅ
严 红 ，沈 一 骑 。
镜光 阑（ 子枪栅极 、 电 阳极 问距 ） 可 对 大 工 作 距 离 （ 加 速 电 压 ） 图 像 清 晰 度 的 提 高 有 一 定 帮 助 ， 要 从 根 ， 低 时 但
本 上 解 决 ， 须 采 用 场 发 射 电子 枪 。 必 关 键 词 ：扫 描 电 镜 ； 作 距 离 ； 速 电压 ；图像 分 辨 率 工 加 中 图 分 类 号 ： Ｎ１ Ｔ ６ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ２４ ５ （ ０ １ ０ — ０ ４ ０ １ ０ —９ ６ ２ １ ）９ ０ ４ — ２
ｅｌｃ ｒ ａ ｄ ａ ｅ ｅ ｎｄ ｔ ｅ ＳＮ Ｒ ｌ ． Ｌａ ｇ ｏ ｋ ｄ ｓ ａ ｅ ｗ ｉｌｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｌｃ ｒ ｅ ｍ ａ ｅ ｅ ｎｄ ｅ ｔｏｎ ｂｅ ｍ ｉ ｍ ｔ ｒａ ｈ ｖａｕｅ ｒ ｅ ｗ ｒ ｉｔ ｎｃ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｅｅ ｔｏｎ ｂ ａ ｄｉｍ ｔ ｒ ａ ｌｗ ｃ ｅｅ ａ ｉｎ ｖｏ ｔ ｇｅｗ ａ ｕ ． Ａ ｃ ｏｒ ｎｇｌ ｏ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｌａ ｌ ｄｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｅｅ ｔｏｎ ｇｕ ｂ ｉ ｎ ｓ ｎｄ ＳＮ ｖ ｌｅ ｃ ｄｉ ｙ，ｔ ｅ ｔ ｐｅ ｔ ｈ ＷＯ ａｓ ｃ ｓ ｃ ｕｓ ｈｅｉ ａ ｅ ｏ ｕ ｉｎ ａｎ ｆｎｉｉｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ Ｆｏｒｔ ａ ｉｉ ａ ａ ｅ ｔ ｍ ｇｅ ｒ ｓ ｌ ｔｏ ｄ ｄｅ ｉ ｔｏ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓ ． ｒ ｄ ｔｏｎ ｌＳＥＭ ，ｔ ｅ ａ ｌｃ ｔｏｎ ｏ ｈｅｆｅｄ ｅ ｉｓｏｎ ｈ ｐｐ ｉａ ｉ ｆｔ ｉ ｌ ｍ ｓ ｉ
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Ｓ Ｍ 图像 分 辨 率 主 要 取 决 于 电 子 束 斑 和 信 噪 比 的大 小 ， 工 作 距 离 会 使 电子 束 斑增 大 ； 加 速 电 压 会 使 电 子 Ｅ 大 低
枪 亮 度 下 降 、 子 束 流 和 信 噪 比减 小 ， 而 造 成 图像 分 辨 率 和 图 像 清 晰 度 下 降 。对 于 传 统 Ｓ Ｍ ， 过 减 小 物 电 从 Ｅ 通
１ ｎ ｐ ｒ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｒｄ ａ ｄ ａ ｏ ｅ ｏ ｈ ｌｃ ｒ ｎ ｇ ｎ ｃ ｎ ｐ ａ ｏ ｉ ｖ ｏ ｅ ｅ ｓａ ｅ ｔ ｒ ｎ ｈ ｐ ｃ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｎ ｄ ｆｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｕ ａ ｌ ｙ ａ ｐ ｓｔ ｅ ｒ ｌ． ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ＥＭ ；ｗｏ ｋ ｄｓ ａ ｃ ；ａ ｃ ｌｒ ｔ ｎ ｖ ｌａ ｅ ｍａ ｅ ｒ ｓ ｌ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｓ ｒ ｉｔ ｎ ｅ ｃ ｅｅ ａ ｉ ｏ ｔｇ ；ｉ ｇ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ