扫描电镜使用原理
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高分辨率显微镜，它利用电子束代替光束进行成像，可以观察到物质的表面形貌和微观结构。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子源扫描电镜的电子源通常采用热阴极电子枪，利用热电子发射原理产生高能电子束。
热阴极电子枪由电子发射体、聚焦极和加速极组成。
当电子发射体受到加热后，产生的热电子经过聚焦极的聚焦作用，形成一个细束电子束。
二、电子束的聚焦和加速经过电子源产生的电子束，会经过一系列的透镜系统进行聚焦和加速。
透镜系统由一组磁透镜和电透镜组成，它们分别通过调节磁场和电场来控制电子束的聚焦和加速。
通过透镜系统的调节，可以使电子束变得更加细致和聚焦，从而提高成像的分辨率。
三、样品的准备和固定在进行扫描电镜观察之前，需要对样品进行准备和固定。
通常情况下，样品需要经过化学固定、脱水、金属浸渍等处理步骤，以保持样品的形态结构和细节，并提高电子束的透射性。
四、样品的扫描和成像在样品固定后，将样品放置在扫描电镜的样品台上。
电子束从电子源发射出来后，经过透镜系统的聚焦和加速后，进入扫描线圈系统。
扫描线圈系统通过控制电子束的扫描范围和速度，使电子束在样品表面进行扫描。
扫描过程中，电子束与样品表面相互作用，产生多种信号。
五、信号的检测和处理样品与电子束相互作用后，会产生多种信号，包括二次电子、反射电子、背散射电子、X射线等。
这些信号被检测器接收到后，会转换成电信号，并经过放大和处理。
最终，通过将信号转换为图像，可以观察到样品表面的形貌和微观结构。
六、图像的显示和分析通过信号的检测和处理后，得到的图像可以通过显示器进行观察。
扫描电镜图像通常呈现出高对比度和高分辨率的特点，可以清晰地显示样品表面的细节和结构。
同时，还可以利用图像处理软件对图像进行后期处理和分析，如测量样品表面的尺寸、形状等。
总结：扫描电镜通过利用电子束代替光束进行成像，能够观察到物质的表面形貌和微观结构。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束而非光线来观察样品表面的微观结构。
它能够提供比传统光学显微镜更高的分辨率和更大的深度信息，因此被广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。
扫描电镜的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 电子源产生电子束：扫描电镜中的电子源通常采用热阴极发射电子的方式，如热丝或者热发射阴极。
当电子源受到加热时，电子会从阴极表面发射出来，形成电子束。
2. 加速和聚焦电子束：电子束经过加速电场，使其获得足够的能量。
然后，通过电磁透镜系统对电子束进行聚焦，以获得较小的束斑尺寸。
3. 样品表面的相互作用：将要观察的样品放置在扫描电镜的样品台上，并调整样品的位置和倾斜角度。
当电子束照射到样品表面时，它与样品中的原子和份子相互作用，产生多种信号。
4. 信号的检测和处理：样品与电子束相互作用后，会产生多种信号，包括二次电子、反射电子、散射电子、透射电子等。
这些信号被探测器捕捉，并转化为电信号。
5. 影像的生成和显示：电信号经过放大、转换和处理后，通过计算机系统生成样品的影像。
这些影像可以以黑白或者彩色的形式显示在显示器上，供操作者观察和分析。
扫描电镜相较于传统光学显微镜具有以下优势：1. 高分辨率：扫描电镜的分辨率通常可以达到纳米级别，远远高于传统光学显微镜的分辨率。
2. 大深度信息：扫描电镜可以提供样品表面的三维形貌信息，使观察者能够更全面地了解样品的结构。
3. 高放大倍数：扫描电镜可以实现高倍数的放大，使细微结构和纳米级粒子能够清晰可见。
4. 可观察多种样品：扫描电镜适合于观察各种不同性质的样品，包括金属、陶瓷、生物组织、纤维材料等。
5. 光学显微镜无法观察的细节：扫描电镜能够观察到光学显微镜无法分辨的细节，如纳米级的表面形貌、弱小的缺陷和晶体结构等。
然而，扫描电镜也存在一些限制和挑战：1. 样品制备要求高：扫描电镜对样品的制备要求较高，需要进行表面处理、金属涂覆或者冷冻等步骤，以确保样品的导电性和稳定性。
扫描电镜的工作原理和应用
扫描电镜的工作原理和应用1. 扫描电镜的工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束与样品相互作用来获取图像的仪器。
相比传统的光学显微镜，扫描电镜具有更高的分辨率和更大的深度感，可以观察到更细微的细节。
扫描电镜的工作原理如下：1.电子发射: 扫描电镜通过热发射或场发射的方式产生高能电子束。
这个电子束经过加速电压，使电子获得足够大的能量。
2.聚焦: 电子束经过一系列的聚焦透镜，使其在样品表面形成一个非常小的聚焦点，以提高分辨率。
3.扫描: 电子束通过控制扫描线圈的方式，沿着样品表面进行扫描。
在每一个扫描点，样品上的电子与电子束发生相互作用。
4.信号检测: 所有与电子束相互作用的信号都被收集和检测，包括次级电子、反射电子、散射电子等。
5.图像生成: 通过扫描电镜的控制系统将所有收集到的信号转换为图像。
这些图像可以显示出样品表面的形貌、结构和组成。
2. 扫描电镜的应用扫描电镜广泛应用于各个领域，包括材料科学、生物学、医学等。
下面列举一些常见的应用：1.纳米材料研究: 扫描电镜可以观察到纳米级别的材料结构和形貌，对于纳米材料的制备和性质研究非常重要。
2.生物学研究: 扫描电镜可以观察生物样品的微观结构，如细胞、细胞器和微生物等。
它可以帮助研究者了解生物体的形态、组织和功能。
3.医学检测: 扫描电镜可以用于医学领域中的病理学研究和临床诊断。
例如，可以观察病毒、细菌、组织断面等微小结构，帮助医生进行疾病诊断和治疗。
4.材料表征: 扫描电镜能够观察材料的粗糙度、晶体结构、颗粒分布等参数，对于材料研究和工程应用具有重要意义。
5.环境科学研究: 扫描电镜可以用于观察和分析大气颗粒物、水中微生物和污染物等的形貌和组成，有助于环境污染的起因和后果研究。
6.艺术文物保护: 扫描电镜可以帮助对文物进行分析，如绘画的颜料、雕塑的材料等。
这对于文物的保护和修复具有重要价值。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高分辨率显微镜，它利用电子束与样品相互作用产生的信号来获取样品的表面形貌和成份信息。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
1. 电子束的生成扫描电镜使用的电子束是通过电子枪产生的。
电子枪中的热阴极会发射出高速电子，经过加速电场的作用加速至一定能量。
电子束经过聚焦系统的调节，使其成为一个细小的束流。
2. 样品的制备在进行扫描电镜观察之前，样品需要进行特殊的制备。
通常情况下，样品需要被切割成适当的尺寸，并进行表面处理，如金属镀膜或者碳镀膜，以提高电子的导电性和信号的强度。
3. 样品的扫描将制备好的样品放置在扫描电镜的样品台上，并调整样品的位置和倾斜角度。
当电子束照射到样品表面时，与样品相互作用的电子与样品表面发生相互作用，产生多种信号。
4. 信号的检测和处理扫描电镜通过检测样品表面反射、散射或者发射的不同信号来获得样品的表面形貌和成份信息。
常见的信号包括二次电子信号（SE）和反射电子信号（BSE）。
- 二次电子信号（SE）是由电子束与样品表面原子或者份子相互作用而产生的。
这些信号被采集并转化为电子图象，用于观察样品的表面形貌和表面细节。
- 反射电子信号（BSE）是由电子束与样品表面原子核相互作用而产生的。
这些信号被采集并转化为电子图象，用于观察样品的成份分布情况。
5. 图象的生成和观察扫描电镜通过扫描样品表面的方式，逐点地获取样品的信号，并将其转化为电子图象。
这些图象可以通过电子束在样品表面扫描时的位置信息来重建样品的表面形貌和成份分布。
6. 图象的分析和处理得到的电子图象可以通过图象处理软件进行进一步分析和处理。
例如，可以进行图象增强、滤波、测量和定量分析等操作，以获得更详细的样品信息。
扫描电镜具有高分辨率、大深度和高放大倍数的优势，能够观察到微观尺度下的样品细节，并获得样品的表面形貌和成份信息。
它在材料科学、生物学、纳米技术等领域有着广泛的应用。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束和样品之间的相互作用来获取样品表面的详细信息。
它在材料科学、生物学、纳米技术等领域具有广泛的应用。
一、工作原理概述扫描电镜的工作原理可以分为以下几个步骤：电子源产生电子束，电子束经过聚焦系统聚焦后，通过扫描线圈控制电子束的位置，然后电子束与样品表面发生相互作用，样品表面发射出的信号被探测器采集并转换成图象。
二、电子源扫描电镜使用的电子源通常是热阴极。
热阴极是由钨丝或者其他材料制成的，通过加热使其发射电子。
电子源的温度和电流可以调节，以控制电子束的强度和稳定性。
三、聚焦系统聚焦系统主要由透镜组成，用于聚焦电子束。
透镜可以是磁透镜或者电透镜，通过调节透镜的电流或者磁场来控制电子束的聚焦效果。
聚焦系统的作用是使电子束尽可能地细致和聚焦，以提高分辨率。
四、扫描线圈和扫描控制扫描线圈用于控制电子束的位置，使其按照一定的模式在样品表面挪移。
扫描控制系统可以根据需要调整扫描速度和扫描范围。
通过控制扫描线圈，可以在样品表面获取不同位置的信号，从而形成图象。
五、相互作用和信号检测电子束与样品表面发生相互作用时，会产生多种信号，包括二次电子、反射电子、散射电子、辐射等。
这些信号可以提供关于样品表面形貌、成份和结构的信息。
扫描电镜通常使用多种探测器来采集这些信号，并将其转换为图象。
六、图象处理和显示采集到的信号经过放大、滤波、增益等处理后，可以转换为数字信号，并通过计算机处理和显示。
图象处理软件可以对图象进行增强、测量和分析，以获取更多的样品信息。
七、应用领域扫描电镜在材料科学、生物学、纳米技术等领域具有广泛的应用。
在材料科学中，扫描电镜可以观察材料的表面形貌、颗粒分布、晶体结构等；在生物学中，扫描电镜可以研究细胞形态、细胞组织结构等；在纳米技术中，扫描电镜可以观察纳米材料的形貌和结构。
总结：扫描电镜通过利用电子束和样品之间的相互作用来获取样品表面的详细信息。
论述扫描电镜的原理及应用
论述扫描电镜的原理及应用一、扫描电镜的原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种利用电子束与样本相互作用产生的信号来获取样本表面信息的仪器。
它能够提供高分辨率、高深度的表面和形貌信息，成为材料科学、生物科学等领域的重要工具。
扫描电镜的原理主要包括以下几个方面：1. 电子光源扫描电子显微镜是使用高能电子束进行成像的，因此需要一个电子光源。
一般采用热阴极或冷阴极发射电子的电子枪作为电子光源。
电子光源在电子束形成中起到了核心的作用。
2. 准直与聚焦准直与聚焦系统是扫描电镜中的重要组成部分。
它通常由准直系统、导向系统和聚焦系统组成。
准直系统用于控制电子束的方向和角度，导向系统用于控制电子束的位置，而聚焦系统则用于将电子束聚焦到一个细小的区域。
3. 样本与扫描盘样本与扫描盘是扫描电镜中的另外两个重要部分。
样本是待观察的对象，它需要被放置在扫描盘上以便与电子束相互作用。
样本的制备与处理对于扫描电镜成像的质量有着重要的影响。
4. 信号检测与处理扫描电子显微镜中，样本与电子束的相互作用会产生多种信号，如二次电子发射、后向散射电子等。
这些信号需要经过特定的检测器进行捕捉，并经过处理后形成最终的图像。
常用的检测器包括二次电子检测器、信号放大器等。
二、扫描电镜的应用扫描电镜具有很多应用领域，下面列举了几个主要的应用方向：1. 材料科学扫描电镜可以用于对材料表面形貌和结构的观察和分析。
通过扫描电镜的高分辨率成像，可以研究材料的晶体结构、相界面、缺陷等信息。
这对于材料的研发、改进和质量控制具有重要意义。
2. 生物科学生物科学中常常需要观察和研究生物细胞、组织和器官的形态和结构。
扫描电镜能够提供高分辨率、高深度的图像，可用于观察细胞表面的超微结构、细胞器的形态以及细胞间相互作用等情况。
扫描电镜在生物学研究中有着广泛的应用。
3. 纳米技术纳米技术是当今科技领域的一个热点，扫描电镜作为纳米尺度下表面形貌观测的有效手段，在纳米技术研究领域得到了广泛应用。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜是一种高级显微镜，能够提供高分辨率的显微图象。
它的工作原理是利用电子束来扫描样品表面，通过采集反射、透射或者散射的电子信号来生成图象。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子源1.1 电子枪：扫描电镜中的电子源通常是由热阴极电子枪产生的。
电子枪通过加热阴极产生电子，然后通过加速电压加速电子束。
1.2 加速电压：加速电压决定了电子束的能量。
加速电压越高，电子束的穿透能力越强，分辨率也会提高。
1.3 调焦系统：扫描电镜中的调焦系统用于调整电子束的聚焦，以保证在样品表面形成清晰的图象。
二、样品准备2.1 导电涂层：为了避免电荷积累和减少散射，样品通常需要涂上导电涂层，如金属薄膜。
2.2 样品固定：样品需要被固定在样品台上，以保证在扫描过程中不会挪移。
2.3 样品表面处理：为了获得清晰的图象，样品表面需要进行适当的处理，如抛光或者蒸镀。
三、扫描系统3.1 扫描线圈：扫描电镜中的扫描线圈用于控制电子束在样品表面的扫描范围，从而形成图象。
3.2 探测器：扫描电镜中的探测器用于接收反射、透射或者散射的电子信号，并将其转换成图象。
3.3 扫描速度：扫描速度决定了图象的分辨率，较高的扫描速度可以获得更高分辨率的图象。
四、信号处理4.1 图象重建：通过采集反射、透射或者散射的电子信号，扫描电镜可以重建样品表面的图象。
4.2 对照度调整：信号处理中可以对图象的对照度进行调整，以提高图象的清晰度。
4.3 图象分析：扫描电镜可以通过信号处理进行图象分析，如测量样品表面的形貌或者化学成份。
五、应用领域5.1 材料科学：扫描电镜在材料科学领域被广泛应用，可以观察材料的微观结构和表面形貌。
5.2 生物学：扫描电镜在生物学领域可以用于观察细胞结构和微生物形态。
5.3 纳米技术：扫描电镜在纳米技术领域可以用于观察纳米材料的结构和性质。
总结：扫描电镜通过利用电子束扫描样品表面，采集电子信号生成图象，具有高分辨率和广泛的应用领域。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束与样品的相互作用来获得样品的表面形貌和成分信息。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
一、电子束的发射和聚焦扫描电镜中的电子束是通过热阴极或场发射阴极产生的。
电子束首先通过一系列的透镜系统进行聚焦。
这些透镜系统包括电子枪、聚焦透镜和缩聚透镜。
电子束的聚焦使得其能量集中在一个非常小的区域内，从而提高了分辨率。
二、样品的准备与加载在进行扫描电镜观察之前，需要对样品进行准备。
通常，样品需要被切割成非常薄的片或者被涂覆上导电性物质，以便电子束能够通过并与样品相互作用。
准备好的样品会被安装在样品台上，并通过机械或电动系统精确地调整位置。
三、电子束与样品的相互作用当电子束聚焦到样品表面时，电子与样品原子发生相互作用。
这些相互作用包括散射、反射、透射和吸收等。
其中，散射是最重要的相互作用方式。
电子束与样品表面原子的相互作用会产生二次电子、反射电子、散射电子和X射线等。
四、二次电子的检测与信号放大在扫描电镜中，最常用的信号是二次电子。
二次电子是在电子束与样品相互作用时从样品表面发射出来的低能电子。
这些二次电子被探测器捕获，并转化为电信号。
电信号经过放大和处理后，可以被转化为图像。
五、扫描和图像重建扫描电镜的工作方式是通过扫描电子束在样品表面上的移动来获取图像。
电子束被聚焦到一个非常小的区域内，然后通过扫描线的方式在样品表面上移动。
同时，二次电子信号被探测器捕获，并根据扫描位置进行记录。
这些记录的数据经过处理和重建，最终形成样品的图像。
六、图像显示与分析扫描电镜生成的图像可以通过显示器进行观察和分析。
图像显示的分辨率取决于电子束的能量和样品的性质。
扫描电镜还可以通过其他技术手段，如能谱分析、成分分析和表面形貌分析等，对样品进行更深入的研究和分析。
综上所述，扫描电镜通过聚焦电子束、与样品的相互作用、二次电子的检测与信号放大、扫描和图像重建等步骤，实现对样品表面形貌和成分的高分辨率观察。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种重要的高分辨率显微镜，它利用电子束与样品相互作用产生的信号来获取图像。
扫描电镜工作原理包括电子源、透镜系统、样品台和信号检测系统等几个关键部分。
1. 电子源：扫描电镜使用的电子源通常是热阴极电子枪。
电子枪中的热阴极通过加热产生热电子，然后通过加速电压形成高速电子束。
这些电子束在电子枪出口处通过孔径，形成一个聚焦的电子束。
2. 透镜系统：透镜系统用于控制电子束的聚焦和扫描。
透镜系统包括聚焦透镜和扫描线圈。
聚焦透镜通过调节电压来控制电子束的聚焦，使其在样品表面形成尽可能小的聚焦斑点。
扫描线圈则通过调节电流来控制电子束的扫描速度和方向，从而扫描整个样品表面。
3. 样品台：样品台是用于支撑和定位样品的部分。
样品通常需要被制备成非导电的形式，以防止电子束在样品表面积累电荷。
样品台通常具有微调功能，以便在扫描过程中对样品位置进行微调。
4. 信号检测系统：信号检测系统用于检测电子束与样品相互作用产生的信号，并将其转换成图像。
常用的信号检测方式包括二次电子检测和反射电子检测。
二次电子检测是通过检测从样品表面发射出的次级电子来获取图像，而反射电子检测则是通过检测从样品表面反射回来的电子来获取图像。
这些信号经过放大和处理后，最终通过显示器展示出来。
扫描电镜的工作原理可以简单总结为：电子源产生电子束，透镜系统控制电子束的聚焦和扫描，样品台支撑和定位样品，信号检测系统将电子束与样品相互作用产生的信号转换成图像。
通过这个过程，扫描电镜可以获得高分辨率、高放大倍数的样品表面形貌和微观结构图像。
扫描电镜的应用非常广泛。
在材料科学、生物学、医学等领域，扫描电镜被用于研究材料的形貌、表面结构、组织细胞的形态等。
它可以观察到微米甚至纳米级别的细节，对于研究和分析微观结构非常有帮助。
扫描电镜的高分辨率和放大倍数，使得它成为了许多科学研究和工业领域的重要工具。
扫描电镜原理
扫描电镜原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是一种用途广泛的显微成像技术，可以用于通过电子束显示、分析和测量显微尺寴的样品表面特性。
它是由一对离心机和聚焦器、电子枪和探针、探测器和屏幕组成，它主要用于分析微细结构，例如矿物、蛋白质、微生物和进一步的分析。
扫描电镜的原理是，一束聚焦的带电粒子通过样品的表面，形成电子衍射、共振及其他与表面凹凸形状有关的现象，从而产生电子表面分析图形。
由于扫描电镜中的聚焦电流峰在不断地扫描样品表面，所以它以扫描的方式收集信号。
用SCAN-A-Tron型扫描电子枪所产生的高真空电流被探测器检测，然后被屏幕上的电子扫描器显示出来，从而形成图形。
当电镜扫描样品时，光子将在聚焦点与样品交互作用，释放出一些特有的能带分子，例如电子、光子和反应中子，其中的反应电子是最主要的释放粒子，这些释放的粒子将进行电弹射，从而产生各种不同的电子衍射。
其中释放电子衍射是用于分析微细结构最常用的方式。
探测器根据表面上释放出的粒子探测信号，然后经过放大，被阳极束穿孔屏显示出来，从而形成图像。
这个原理同样也适用于电子束显微镜（Transmission Electron Microscope）和透射电子显微镜（TEM），只是其中的真空管和电子束会不断地射向样品，且形成的图像会清晰的展示出样品的细节，如孔洞结晶等信息，可以用来分析微细结构，从而识别、测量和测试机械特性。
扫描电镜也可用于光学显微成像，因为它具有较强的穿透能力，可以较深的观察，同时用户还可以改变显微镜的倍数来得到更多信息，从而实现极高的显微成像水平。
另外，它还可以在多种不同的研究领域上使用，如半导体、晶体、材料分析等。
扫描电镜的原理与应用
扫描电镜的原理与应用1. 扫描电镜的原理扫描电镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，它利用电子束对样本进行扫描，通过收集样本产生的散射电子和二次电子来生成图像。
其原理主要包括以下几个步骤：1.电子发射：在扫描电子显微镜中，首先需要产生高能的电子束。
这通常通过热力发射或场致发射来实现。
对于热力发射，根据石鹢-德拜方程，利用电子枪通过加热金属丝或陶瓷发射体，使其发射出的电子能够获得足够的能量进入到显微镜的系统中。
2.电子透镜系统：扫描电子显微镜中的电子束需要通过一系列的电子透镜系统进行聚焦。
这些电子透镜包括磁透镜、电透镜和取向透镜等。
通过精确控制这些电子透镜，可以获得较小的电子束尺寸和良好的分辨率。
3.样本交互：样本位于电子束进入样品室的位置。
当电子束与样品相互作用时，会产生多种相互作用，包括透射、反射、散射等。
通过控制电子束的扫描方式，可以对不同相互作用的电子进行收集和分析。
4.信号检测和图像生成：通过探测电子束与样品相互作用产生的信号，可以获取样品表面上的丰富细节信息。
最常用的信号检测方法包括二次电子检测和散射电子检测。
通过收集这些信号，并进行信号处理和图像生成，可以获得样品的高分辨率图像。
2. 扫描电镜的应用扫描电镜在各个领域中都有广泛的应用，其高分辨率和高放大倍数的特点使其成为了研究和观察微观结构的重要工具。
以下列举了几个扫描电镜应用的领域：2.1 材料科学•纳米材料研究和观察：扫描电镜可以对纳米材料进行表面和内部结构的观察，有助于研究纳米材料的物理性质和化学反应过程。
•材料表面形貌观察：扫描电镜可以观察材料表面的形貌特征，如晶体结构、表面缺陷、孔洞分布等，有助于研究材料的结构与性能。
2.2 生物科学•细胞观察：扫描电镜可以观察细胞的形态和结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞器等，有助于研究细胞的功能和生理过程。
•组织结构研究：扫描电镜可以观察组织的微观结构，有助于研究组织的生物学特性和病理学变化。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种重要的高分辨率显微镜，它通过利用电子束与样品相互作用产生的信号来获取样品表面的形貌和成份信息。
下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。
1. 电子源和电子束的生成扫描电镜使用的电子源通常是热阴极电子枪。
在电子枪中，通过加热的方式将阴极材料加热到高温，使其发射出电子。
这些电子经过加速电压的作用，形成高能电子束。
2. 电子束的聚焦和缩小电子束通过一系列的电磁透镜系统进行聚焦和缩小。
这些透镜系统包括聚束透镜和缩小透镜。
聚束透镜通过调节电压和电流来控制电子束的聚焦，使其能够尽可能地聚焦到一个小的点上。
缩小透镜则通过调节电磁场的强度和方向来控制电子束的大小和形状。
3. 样品的准备和固定在使用扫描电镜之前，需要对样品进行准备和固定。
通常情况下，样品需要被切割成薄片，并使用特定的方法进行固定，以确保样品表面的平整度和稳定性。
4. 样品与电子束的相互作用当电子束照射到样品表面时，会与样品中的原子和份子相互作用。
这些相互作用会产生多种信号，包括二次电子、反射电子、散射电子、透射电子等。
5. 信号的检测和处理扫描电镜通过不同的探测器来检测样品表面产生的信号。
最常用的探测器是二次电子探测器和反射电子探测器。
二次电子探测器用于检测样品表面产生的次级电子信号，反射电子探测器用于检测样品表面反射的电子信号。
这些信号经过放大和处理后，可以转化成图象显示在显示器上。
6. 图象的生成和观察通过控制电子束的位置和扫描方式，可以在样品表面扫描出一系列的数据点。
这些数据点经过处理后，可以生成样品表面的图象。
扫描电镜的图象通常具有高分辨率和高对照度，可以清晰地显示样品表面的细节和形貌。
7. 成份分析和能谱检测扫描电镜还可以结合能谱仪进行样品的成份分析。
能谱仪可以检测样品表面产生的X射线信号，并通过分析这些信号的能量和强度，确定样品的元素成份和含量。
扫描电镜的工作原理
扫描电镜的工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是一种利用电子束与样品交互作用的仪器，用于观察样品表面的微观形貌和结构。
其工作原理是通过电子束的扫描来获取样品表面的信号，再将信号转换成图像显示出来。
1. 电子源：扫描电镜使用的是高能电子。
常见的电子源有热阴极电子枪和场致发射电子枪。
电子源产生的电子经过聚焦电磁镜进行聚焦，然后被发射到一束电子束中。
2. 高压供应和框选系统：电子束经过聚焦后，需要进一步通过高压电势加速。
高压供应系统产生高压电位，加速电子束。
3. 框选系统控制电子束的轨迹。
它由电子透镜的集合体组成，主要有聚束透镜和偏转温度变换器。
框选系统控制电子束的直径，使其能够扫描样品表面。
4. 样品台：样品台是支持样品的平台。
在扫描电镜中，样品位于真空室内，以确保电子的自由通过。
样品通常需要进行前置处理，比如金属涂层，以增加其导电性。
样品台还可以在扫描过程中进行样品的取向调整。
5. 检测器：检测器用于捕捉经过样品表面的电子与样品交互作用后所释放出的信号。
常用的检测器有二次电子检测器（SE）和反射电子检测器（BSE）。
SE检测器检测样品表面的二次电子发射，而BSE检测器检测样品表面的反射电子。
6. 信号处理和图像显示系统：检测到的信号经过放大和处理之后，可以被转化为图像显示出来。
信号处理和图像显示系统通常包括放大器、扫描控制器和图像处理软件。
通过以上的步骤和系统的协调作用，扫描电镜可以获得高分辨率、三维的样品表面图像。
这种工作原理不仅能够观察样品的形态结构，还可以进行微区化学成分分析和表面形貌定量分析等。
扫描电镜分析原理
扫描电镜分析原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种通过扫描样品表面并检测由样品放射出的电子来获得样品表面形貌和成分的仪器。
SEM利用高能电子束与样品相互作用，通过分析电子束与样品之间的相互作用来获得样品的各种信息。
其工作原理如下：1.电子源：SEM中使用的电子源通常为热阴极发射电子源，通过升高阳极电压，使电子从热阴极发射出来。
发射的电子束通过一系列电子透镜系统聚焦并加速到一定的能量。
2.样品制备：在进行SEM观察前，需要对样品进行制备处理。
常见的样品制备方法包括金属喷镀、碳喷镀、冷冻切片、离子切割等。
制备后的样品需要放置在真空环境下进行观察。
3.电子束与样品的相互作用：电子束在与样品相互作用时，会发生多种相互作用，包括散射、透射、吸收等。
这些相互作用会导致电子束的改变，从而提供了关于样品形貌和成分的信息。
4.信号检测：SEM通过检测从样品表面散射出的电子来获取图像。
这些散射出的电子经过各种探测器的接收和放大后，转化为电子图像。
常见的探测器包括二次电子探测器和反向散射电子探测器。
- 二次电子探测器（Secondary Electron Detector，SED）: SED可以检测到样品表面发射出的二次电子。
二次电子的发射数量与样品表面的形貌相关，可以获得样品表面形貌的信息。
- 反向散射电子探测器（Backscattered Electron Detector，BED）: BED可以检测到电子束与样品中原子核的相互作用产生的反向散射电子。
反向散射电子的能量与样品中元素的原子序数相关，可以用以获得样品的成分信息。
5.图像形成：通过对来自探测器的信号进行处理和放大，得到由电子束在样品上扫描过程中记录下来的图像。
这些图像可以以灰度图的形式来展示样品表面的形貌和成分信息。
总结起来，SEM利用高能电子束与样品相互作用，通过探测从样品表面散射出的电子来获取样品表面形貌和成分的信息。
扫描电镜的原理及应用
扫描电镜的原理及应用扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描样品表面并通过检测电子束与样品交互产生的多种信号来获得样品表面形貌和成分信息的显微镜。
相比传统光学显微镜，扫描电镜具有更高的分辨率和深度，广泛应用于材料科学、生物学、地质学、电子学等多个领域。
1.电子源：扫描电镜使用热阴极或场发射电子枪产生电子源，通过激光或电子束对电子源进行刺激，使其产生电子。
2.真空系统：扫描电镜需要在真空中进行工作，以避免电子与空气分子的相互作用。
真空系统可确保电子束能够稳定地通过管道进入样品表面。
3.电子束的聚焦和定位：经过加速和聚焦装置后，电子束被聚焦到非常小的直径，同时通过扫描线圈控制电子束在样品表面上进行移动和定位。
4.样品表面的信号检测：样品表面与电子束交互后，产生多种信号，包括二次电子、背散射电子、X射线、荧光等。
通过相应的检测元件，如二次电子检测器和能谱仪，来收集这些信号。
5.数据处理和成像：通过对收集到的信号进行放大、滤波、扫描等处理，将数据转化为像素点，通过屏幕或计算机显示成像。
扫描电镜具有很多应用领域，以下是其中的几个主要应用：1.材料科学：扫描电镜可用于研究材料表面形貌、晶体结构以及纳米材料的性质。
通过观察和分析材料表面形貌和成分，可以揭示材料的微观结构、缺陷、晶胞排列等信息。
2.生物学：扫描电镜对于生物学研究也有很大的帮助。
可以观察细胞、组织和器官的微观形态、细胞器的分布和关系。
通过扫描电镜的成像，可以研究细胞的形态和结构与功能的关系，以及疾病的发生机制。
3.地质学：扫描电镜可用于研究岩石和矿石的成分、结构、矿物组成等信息。
可以观察到岩石和矿石的微观结构、矿物晶型、矿物交代等特征，为地质学和矿物学研究提供重要的信息。
4.电子学：在微电子制造中，扫描电镜可用于观察和分析电子元件的形态和结构、探测缺陷和纳米线路的状况。
这对于电子元件的设计和质量控制非常重要。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描样品表面并通过检测所产生的信号来获得样品表面形貌和成分信息的仪器。
它是一种高分辨率的显微镜，可以观察到纳米级别的细节。
扫描电镜的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 电子源：扫描电镜使用的电子源通常是热阴极电子枪。
电子枪中的热阴极受到加热，产生高能电子。
这些电子通过加速电压加速，形成一个电子束。
2. 准直系统：电子束经过准直系统，主要由准直磁铁和透镜组成。
准直磁铁用于控制电子束的方向，使其垂直于样品表面。
透镜用于聚焦电子束，使其具有较小的直径。
3. 样品台：样品台是扫描电镜中放置样品的部分。
样品通常需要被涂覆一层导电薄膜，以便电子束可以通过样品并形成图像。
样品台可以进行样品的精确定位和旋转。
4. 扫描系统：扫描系统包括扫描线圈和扫描电子束控制器。
扫描线圈用于控制电子束在样品表面的扫描范围，从而覆盖整个样品表面。
扫描电子束控制器则用于控制电子束的扫描速度和扫描模式。
5. 信号检测与图像形成：当电子束扫描样品表面时，与样品相互作用的电子会发生散射、反射和吸收等过程。
这些过程会产生不同的信号，如二次电子、背散射电子和X射线等。
扫描电子显微镜会检测这些信号，并将其转化为电信号。
6. 图像处理与显示：通过对检测到的信号进行放大、滤波、增强和数字化等处理，可以得到样品表面的形貌和成分信息。
这些处理后的图像可以通过显示器进行观察和记录。
扫描电镜具有以下几个优点：1. 高分辨率：扫描电镜具有较高的分辨率，可以观察到纳米级别的细节。
2. 大深度：扫描电镜可以通过调整样品台的位置，观察到样品表面的不同深度，从而得到三维形貌信息。
3. 大视场：相比传统光学显微镜，扫描电镜具有较大的视场，可以观察到更大范围的样品表面。
4. 成分分析：通过探测样品表面产生的X射线，可以进行元素分析和成分分析。
扫描电镜在许多领域有着广泛的应用，例如材料科学、生物学、纳米技术、电子工程等。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束与样品相互作用来观察样品表面形貌和物质成分的仪器。
它具有高分辨率、大深度和大倍率的特点，被广泛应用于材料科学、生物学、纳米科学等领域。
扫描电镜的工作原理如下：1. 电子源：扫描电镜使用的电子源通常是热阴极电子枪，通过加热阴极，使其发射出高速电子。
2. 电子透镜系统：电子透镜系统由几个透镜组成，用于聚焦和控制电子束的形状和大小。
常见的透镜包括准直透镜、聚焦透镜和偏转透镜。
3. 样品台：样品台是放置样品的平台，通常由导电材料制成，以便电子束可以与样品相互作用。
样品台通常可以在x、y、z三个方向上移动，以便于观察不同位置的样品。
4. 扫描线圈：扫描线圈通过控制电子束的位置和方向，使其在样品表面进行扫描。
扫描线圈可以在水平和垂直方向上进行扫描，以获得样品表面的详细形貌。
5. 探测器：扫描电镜使用不同类型的探测器来检测样品与电子束相互作用产生的信号。
常见的探测器包括二次电子探测器和反射电子探测器。
6. 显示器和图像处理系统：扫描电镜通过显示器将样品的图像显示出来。
图像处理系统可以对图像进行增强、调整和分析，以获得更多的信息。
扫描电镜工作的具体步骤如下：1. 打开电子源并加热阴极，使其发射出电子束。
2. 通过透镜系统聚焦电子束，使其成为一束细且聚焦的电子束。
3. 将样品放置在样品台上，并调整样品台的位置，使样品与电子束相互作用。
4. 启动扫描线圈，控制电子束在样品表面进行扫描。
扫描线圈会逐行扫描样品表面，并记录下每个位置的信号。
5. 探测器检测样品与电子束相互作用产生的信号，并将信号转换为电信号。
6. 电信号经过放大和处理后，通过显示器显示出样品的图像。
7. 使用图像处理系统对图像进行增强、调整和分析，以获得更多的信息。
扫描电镜的优点包括：1. 高分辨率：扫描电镜的分辨率通常可以达到纳米级别，可以观察到样品表面的微观结构。
扫描电镜的原理
扫描电镜的原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种非常重要的高性能显微技术，在材料科学、生命科学、医学和其他领域被广泛应用。
扫描电镜可以提供高分辨率、高深度和高放大倍数的图像，同时也可以提供各种物理和化学信息。
本文将介绍扫描电镜的原理。
1. 电子束和电子枪扫描电镜的原理是利用电子束扫描物体表面来成像。
电子束由电子枪发射，通常使用热阴极作为发射材料。
热阴极会受到高电压的电子轰击并发射出电子。
电子枪工作时需要维持一个高度真空的环境，以避免电子在带电粒子的碰撞下散射或被吸收。
2. 样品表面的电子反射当电子束与样品表面相遇时，部分电子会被反射回来，这被称为二次电子。
样品表面的形貌和物理状态会影响反射电子的强度和方向。
扫描电镜利用这些二次电子作为探测信号，从而获得样品表面的形貌和结构信息。
3. 扫描线圈和扫描电子束扫描电子束需要通过备有线圈的扫描系统进行扫描。
扫描线圈会施加磁场，使电子束形成一个以中心点为轴心的圆形轨迹，从而扫描整个样品表面。
通过控制扫描系统中线圈的电流，可以调整扫描电子束的速度和方向，从而产生不同大小和方向的扫描区域。
同时，扫描电镜还可以利用多个扫描线圈构成的扫描组来进行更高精度的扫描。
4. 光电放大器和图像显示扫描电子束扫描样品表面时激发的二次电子信号可以经过光电放大器和其他信号处理系统进行信号放大和调制，最终显示在电视屏幕或计算机显示器上。
显示的图像是灰度图像，根据二次电子信号的强度计算出图像中每个像素的灰度值。
通过扫描电子束的对比度和灰度分辨率可以得到高分辨率的图像，帮助人们观察和研究样品的表面形貌和结构特征。
扫描电镜基本工作原理
扫描电镜基本工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束来对样品进行高分辨率成像的仪器。
相比传统的光学显微镜，SEM可以提供更高的分辨率和更清晰的图像细节。
其基本工作原理如下：1.电子源：SEM使用热阴极电子源或场发射电子源产生高能电子束。
热阴极电子源通过加热钨丝来产生热电子，而场发射电子源则通过透明导体材料和阳极加电场来发射电子。
2.聚焦系统：电子束通过聚焦系统来提高其聚焦度。
聚焦系统通常由一系列透镜组成，这些透镜通过电场或磁场对电子束进行聚束，使其更紧凑和尖锐，以提高分辨率和深度聚焦能力。
3.样品：待观察的样品被放置在SEM的样品台上。
样品通常需要经过一些处理步骤，如脱水、金属涂覆等，以提高电子的导电性和形状稳定性。
4.扫描系统：SEM的扫描系统由水平和垂直的扫描线圈组成。
扫描系统将电子束在样品表面上进行扫描，从而形成一幅图像。
扫描线圈产生的磁场可以将电子束定位到样品上的不同位置，形成图像的像素点。
5.信号检测：在电子束与样品相互作用时，许多不同类型的信号被产生，包括二次电子（SE）信号、背散射电子（BSE）信号、X射线和荧光等。
这些信号提供了样品的形貌和化学成分的信息。
6.信号处理与图像生成：SEM的检测器将从样品获得的信号转换成电信号，并通过放大、滤波等处理步骤，最后生成一幅与样品形貌和性质相关的图像。
这些图像可以呈现在显示器上供用户观察分析。
SEM的主要优势是其高分辨率和大深度聚焦能力，使得在高放大倍数下观察样品时依然能保持较高的清晰度。
此外，SEM对于不同形态的样品都具有广泛的适用性，可以观察金属、陶瓷、生物组织等各种材料。
然而，SEM也有一些局限性。
首先，SEM对样品的要求较高，如需要处理样品以提高导电性和形状稳定性。
其次，由于SEM是真空环境下工作，所以不适合观察水或有机溶液等非真空可观察样品。
此外，SEM对于非导电样品的成像需要额外的样品表面处理和特殊技术。
扫描电镜工作原理
扫描电镜工作原理引言概述：扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，通过扫描样品表面并测量反射电子的信号来获取样品的形貌信息。
本文将详细介绍扫描电镜的工作原理。
正文内容：一、电子束的产生与聚焦1.1 热阴极电子发射：热阴极通过加热产生的热能使电子从阴极表面发射出来。
1.2 真空环境：扫描电镜需要在真空环境中工作，以避免电子束与气体分子发生碰撞而散射。
1.3 电子束的聚焦：通过电磁透镜对电子束进行聚焦，使其具有较小的直径和较高的能量密度。
二、扫描线圈与样品的扫描2.1 扫描线圈：扫描线圈通过施加电流，产生磁场从而使电子束在样品表面上进行扫描。
2.2 扫描模式：扫描电镜可采用逐行扫描或逐点扫描的方式，将电子束沿着样品表面进行扫描。
2.3 扫描速度与分辨率：扫描速度和分辨率之间存在着一定的权衡，较高的扫描速度可获得较低的分辨率，而较低的扫描速度可获得较高的分辨率。
三、信号的检测与放大3.1 二次电子信号：当电子束与样品表面相互作用时，会产生二次电子信号，这些信号携带了样品表面形貌的信息。
3.2 检测器：扫描电镜使用不同类型的检测器来检测二次电子信号，常见的有原子力显微镜（AFM）和光电倍增管（PMT）。
3.3 信号放大：检测到的二次电子信号经过放大处理，以便更好地观察和分析样品的形貌。
四、图像的生成与显示4.1 信号转换：放大后的信号被转换成数字信号，以便进行图像处理和分析。
4.2 图像生成：通过将扫描过程中获取到的信号与扫描位置的信息进行匹配，生成样品的图像。
4.3 图像显示：生成的图像可以通过计算机显示器或打印机进行显示和输出，以供观察和分析。
五、应用领域与发展趋势5.1 应用领域：扫描电镜广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域，用于研究材料的微观结构和表面形貌。
5.2 发展趋势：随着技术的不断进步，扫描电镜的分辨率和图像质量将不断提高，同时也将更加注重对样品的非破坏性观察和三维重建等方面的发展。
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或线条间的距离。 如何测量：拍摄图象上，亮区间最小暗间 隙宽度除以放大倍数。
影响SEM图像分辨率的主要因素有： ①扫描电子束斑直径 ； ②入射电子束在样品中的扩展效应； ③操作方式及其所用的调制信号； ④信号噪音比； ⑤杂散磁场； ⑥机械振动将引起束斑漂流等，使分辨率下降。 12 （3）景深 SEM（二次电子像）的景深比光学显微镜的大，成像富有立体感。
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29
第三节 电子探针X射线显微分析（EPMA）
电子探针（Electron Probe
Microanalysis-EPMA）的主要功能是 进行微区成分分析。
它是在电子光学和X射线光谱学原理的
基础上发展起来的一种高效率分析仪器。
原理：用细聚焦电子束入射样品表面，
激发出样品元素的特征X射线，分析特 征X射线的波长（或能量）可知元素种 类；分析特征X射线的强度可知元素的 含量。
二、应用
样品制备方法简介 1. 二次电子像 （1）颗粒形态、大小、分布观察与分析 （2）断口形貌观察 （3）显微组织观察等 2. 背散射电子像 （1）分析晶界上或晶粒内部不同种类的析出相 （2）定性地判定析出物相的类型 （3）形貌观察等 3．其它应用（背散射电子衍射花样、电子通道花样等用于 晶体学取向测定）
样品制备
• 离子溅射也是常用 的表面镀膜方法， • 其溅射原理见图9。 • 与真空蒸发相比， 当金属薄膜的厚度 相同时，利用离子 溅射法形成的金属 膜具有粒子形状小， 岛状结构小的特点。
样品制备
• 对于其它导电性好的样品如金属，合金 以及半导体材料，薄膜样品基本不需要 进行样品处理，就可以直接观察。只要 注意几何尺寸上的要求。但要求样品表 面清洁，如果被污染容易产生荷电现象。 • 对于需要进行元素组成分析的样品，一 般在表面蒸发轻元素作为导电层如：金 属铝和碳薄膜层。对于粉体样品可以直 接固定在导电胶带上。
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扫描电子显微镜景深
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日立 S-4800 场发射扫描电子显微镜
主要性能： 二次电子像分辨率：1.0nm(15kv)；1.4nm(1kv, 减速模式)；2.0nm (1kV)普通模式 加速电压：0.5 ~ 30kV 放大倍率：×20 ~ ×800,000 束流强度：1pA~2nA 物镜光栏：加热自清洁式、四孔、可移动物镜光 栏 样品室和样品台：移动范围：X：0~50mm；Y： 0~5mm；Z：1.5~30mm；T：-5~700旋转R： 3600，最大样品尺寸：100mm 探测器: 高位探头可选择接受二次电子像或背散 射像，并混合 INCA Energy 350 X射线能谱仪技术指标： X-sight Si(Li) 探测器 (专利)，SuperATW 窗口 30mm2 活区，分辨率优于133eV (MnKα处,计数 率为4000cps)，分析元素范围：Be4-U92
率。
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2．背散射电子像衬度及特点
影响背散射电子产额的因素： (1) 原子序数Z (2) 入射电子能量E0 (3) 样品倾斜角 背散射电子像衬度： (1) 成分衬度 (2) 形貌衬度 (3) 磁衬度(第二类) 与二次电子像比较，其特点： （1）分辩率低 （2）背散射电子检测效率低，衬 度小 （3）主要反应原子序数衬度
背散射系数与原子序数的关系
当观察原子序数衬度时，需将 样品磨平、抛光。
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形貌与元素象的分离
元素像
形貌像
二次电子像的分辨率高、景深大，为什么？
二次电子运动轨迹
背散射电子运动轨迹
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样品制备
• 一般玻璃材料，纤维材料，高分子材料以及陶 瓷材料几乎都是非导电性的物质。在利用扫描 电镜进行直接观察时，会产生严重的荷电现象， 影响对样品的观察，因此需要在样品表面蒸镀 导电性能好的金等导电薄膜层。 • 在样品表面镀金属层不仅可以防止荷电现象， 换可以减轻由电子束引起的样品表面损伤；增 加二次电子的产率，提高图像的清晰度；并可 以掩盖基材信息，只获得表面信息。
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第二节 像衬原理与应用分(即各像元)强度相对于其平均强度 的变化。 SEM可以用二次电子、背散射电子、吸收电子、特征X射 线（带EDS或WDS）、俄歇电子（单独的俄歇电子能谱 仪）等信号成像。
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1．二次电子像衬度及特点
二次电子信号主要来自样品表层5~10nm深度范围，能 量较低(小于50eV)。 影响二次电子产额的因素主要有： (1)入射电子的能量； (2)材料的原子序数； (3)样品倾斜角。
成像原理：利用细聚焦电子束在样 品表面扫描时激发出来的各种物理 信号调制成像。类似电视摄影显像 的方式。 SEM的样品室附近可以装入多个探测器。 目前的扫描电子显微镜可以进行形 貌、微区成分和晶体结构等多种微 观组织结构信息的同位分析。 SEM原理示意图
2
一、工作原理
• 电子束经三个电磁透镜聚焦后，成直径 为几个纳米的电子束。 • 末级透镜上部的扫描线圈能使电子束在 试样表面上做光栅状扫描。 • 试样在电子束作用下，激发出各种信号， 信号的强度取决于试样表面的形貌、受 激区域的成分和晶体取向。 • 在试样附近的探测器把激发出的电子信 号接受下来，经信号处理放大系统后， 输送到显像管栅极以调制显像管的亮度。 • 由于显像管中的电子束和镜筒中的电子 束是同步扫描的，显像管上各点的亮度 是由试样上各点激发出的电子信号强度 来调制的，即由试样表面上任一点所收 集来的信号强度与显像管屏上相应点亮 度之间是一一对应的。因此，试样各点 状态不同，显像管各点相应的亮度也必 不同，由此得到的像一定是试样状态的 反映。
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二、波谱仪
组成：波谱仪主要由分光晶体和X射线检测系统组成。 原理：根据布拉格定律，从试样中发出的特征X射线，经过一定晶面 间距的晶体分光，波长不同的特征X射线将有不同的衍射角。通过连 续地改变θ，就可以在与X射线入射方向呈2 θ的位置上测到不同波长 的特征X射线信号。根据莫塞莱定律可确定被测物质所含有的元素
d l nR
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波谱仪的特点：
优点： （1）波长分辨率很高 如，它可将波长十分接近的 VK(0.228434nm)、CrK1(0.228962nm)和 CrK2(0.229351nm)3根谱线清晰地分开； （2）分析的元素范围宽 4Be~92U； （3）定量比能谱仪准确。 缺点： （1）X射线信号的利用率极低； （2）灵敏度低，难以在低束流和低激发强度下使用； （3）分析速度慢，不适合定性分析；
样品制备
• 一般金属层的厚度在10纳米以上，不能太厚。
• 镀层太厚就可能会盖住样品表面的细微 ，得不到 样品表面的真实信息。
• 假如样品镀层太薄，对于样品表面粗糙的样品， 不容易获得连续均匀的镀层，容易形成岛状结构， 从而掩盖样品的真实表面。
样品制备
• 表面镀膜最常用的方法有真空蒸发和离子溅射两 种方法。 • 其中真空蒸发一般是在10－5～10－7Pa左右的真 空中蒸发低熔点的金属。 • 一般经常采用的是蒸镀金属金薄膜，但当要求高 放大倍数时，金属膜的厚度应该在10nm以下， 一般可以蒸镀Au-Pd（6:4）合金。这样可以避 免岛状结构的形成。 • 从经验上看，先蒸发一层很薄的炭，然后再蒸镀 金属层可以获得比较好的效果。
Si(Li)检测器探头结构示意图
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在Si(Li)晶体两端偏压来收集电子空穴对→（前置放大器） 转换成电流脉冲→（主放大器）转换成电压脉冲→（后进 入）多通脉冲高度分析器，按高度把脉冲分类，并计数， 从而描绘I－E图谱。
Si(Li)能谱仪的特点
优点： (1)定性分析速度快 可在几分钟内分析和确定样品中含有的 几乎所有元素。 铍窗口：11Na~92U，新型材料窗口：4Be~92U (2)灵敏度高 X射线收集立体角大，空间分辨率高。 (3)谱线重复性好 适合于表面比较粗糙的分析工作。 缺点： (1)能量分辨率低，峰背比低。能谱仪的能量分辨率(130eV)比 波谱仪的能量分辨率(5eV)低。 (2)工作条件要求严格。Si(Li)探头必须始终保持在液氦冷却的 低温状态。 (3)定量分析精度不如波谱仪。
4. SEM的主要性能指标
（2）分辨率 ：样品上可以分辨的两个邻近的质点或线条间 的距离。
如何测量：拍摄图象上，亮区间最小暗间隙宽度除以 放大倍数。
影响SEM图像分辨率的主要因素有：
①扫描电子束斑直径 ；
②入射电子束在样品中的扩展效应； ③信号噪音比； ④杂散磁场； ⑤机械振动将引起束斑漂流等，使分辨率下降。
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二次电子像的衬度可以分为以下几类：
(1)形貌衬度 (2)成分衬度 (3)电压衬度 (4)磁衬度(第一类)
样品倾斜角越大 二次电子产额越大 图像越明亮
入射电子束
表面法线
样品倾斜角
形貌衬度原理
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二次电子像衬度的特点：
（1）分辨率高 （2）景深大，立体感强
（3）主要反映形貌衬度。
通常所指的扫描电镜的分辨率，就是指二次电子像的分辨
放大倍数与扫描面积的关系： (若荧光屏画面面积为10×10cm2) 放大倍数 10× 100× 1,000× 10,000× 100,000× 扫描面积 (1cm)2 (1mm)2 (100μ m)2 (10μ m)2 (1μ m)2
4. SEM的主要性能指标
（2）分辨率 ：样品上可以分辨的两个邻近的质点
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能谱议和波谱仪的谱线比较
能谱曲线
波谱曲线
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三、电子探针分析的基本工作方式
定点分析：将电子束固定在要分析的微区上，用波谱仪分 析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的 X射线谱线；用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光 屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。
其镜筒部分构造和SEM相同，检测部分
使用X射线谱仪。
电子探针结构示意图
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X射线谱仪是电子探针的信号检测系统，分为： • 能量分散谱仪（EDS），简称能谱仪，用来 测定X射线特征能量。 • 波长分散谱仪（WDS），简称波谱仪，用来 测定特征X射线波长。