扫描电镜分析简介
简述扫描电镜的构造及成像原理资料讲解
简述扫描电镜的构造及成像原理资料讲解简述扫描电镜的构造及成像原理，试分析其与透射电镜在样品表征方面的异同1、扫描电镜的构造扫描电镜由电子光学系统、信号收集和图像显示系统、和真空系统三部分组成。
1.1 电子光学系统（镜筒）电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。
1.1.1 电子枪扫描电子显微镜中的电子枪与透射电镜的电子枪相似，只是加速电压比透射电镜低。
1.1.2 电磁透镜扫描电子显微镜中各电磁透镜都不作成像透镜用，而是做聚光镜用，它们的功能只是把电子枪的束斑逐级聚焦缩小，使原来直径约为50um的束斑缩小成一个只有数个纳米的细小斑点，要达到这样的缩小倍数，必须用几个透镜来完成。
扫描电子显微镜一般都有三个聚光镜，前两个聚光镜是强磁透镜，可把电子束光斑缩小，第三个聚光镜是弱磁透镜，具有较长的焦距。
布置这个末级透镜（习惯上称之物镜）的目的在于使样品室和透镜之间留有一定空间，以便装入各种信号探测器。
扫描电子显微镜中照射到样品上的电子束直径越小，就相当于成像单元的尺寸越小，相应的分辨率就越高。
采用普通热阴极电子枪时，扫描电子束的束径可达到6nm左右。
若采用六硼化镧阴极和场发射电子枪，电子束束径还可进一步缩小。
1.1.3 扫描线圈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。
1.1.4 样品室样品室内除放置样品外，还安置信号探测器。
各种不同信号的收集和相应检测器的安放位置有很大关系，如果安置不当，则有可能收不到信号或收到的信号很弱，从而影响分析精度。
样品台本身是一个复杂而精密的组件，它应能夹持一定尺寸的样品，并能使样品作平移、倾斜和转动等运动，以利于对样品上每一特定位置进行各种分析。
新式扫描电子显微镜的样品室实际上是一个微型试验室，它带有许多附件，可使样品在样品台上加热、冷却和进行机械性能试验（如拉伸和疲劳）。
_扫描电镜与电子探针分析
_扫描电镜与电子探针分析扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和电子探针分析（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy，EDS）是现代材料科学和纳米技术领域中广泛应用的两种重要分析技术。
本文将分别介绍扫描电镜和电子探针分析的原理、仪器结构和应用。
一、扫描电镜（SEM）扫描电镜是一种基于电子束的显微镜，通过聚焦的电子束对样品表面进行扫描，获得高分辨率的图像。
相比传统光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和更大的深度聚焦能力。
SEM的工作原理如下：1.电子源：SEM使用热阴极电子枪产生的高速电子束。
电子束由一根细丝产生，经过加热后电子从细丝上发射出来。
2.透镜系统：电子束经过电子透镜系统进行聚焦和调节。
透镜系统包括几个电磁透镜，用于控制电子束的聚焦和扫描。
3.样品台：样品台用于固定样品并扫描表面。
样品通常需要涂覆导电性材料，以便电子束可以通过样品表面。
4.探测器：SEM使用二次电子和背散射电子探测器来检测从样品表面散射的电子。
这些探测器可以转化为图像。
SEM可以提供高分辨率的表面形貌图像，并通过电子束的反射和散射来分析样品的成分、孔隙结构和晶体结构等。
其应用广泛，包括材料科学、纳米技术、电子器件等领域。
二、电子探针分析（EDS）电子探针分析是一种基于X射线的成分分析技术，常与扫描电镜一同使用。
EDS可以对样品的元素成分进行快速准确的定性和定量分析。
其工作原理如下：1.探测器：EDS使用一个固态半导体探测器来测量从样品发射的X射线。
当样品受到电子束轰击时，样品中的元素原子被激发并发射出特定能量的X射线。
2.能谱仪：EDS使用能谱仪来分析探测到的X射线，该仪器能够将X 射线能量转换成电压信号，并进行信号处理和分析。
3.能量分辨率：EDS的精度取决于能谱仪的能量分辨率，分辨器的能量分辨率越高，分析结果越准确。
4.谱库：EDS使用事先建立的元素谱库进行定性和定量分析。
扫描电镜显微分析报告
扫描电镜显微分析报告一、引言扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是一种利用电子束对样品表面进行扫描观察和显微分析的仪器。
其分辨率比光学显微镜要高很多，可以清晰显示样品表面的形态和结构。
本次实验使用SEM对样品进行了显微分析，并编写下述报告。
二、实验目的1.了解SEM的基本原理和工作方式；2.观察样品表面的形态和结构；3.通过SEM图像分析，获取样品的组成成分和晶体形貌信息。
三、实验步骤1.准备样品，将其放在SEM样品台上；2.调节SEM参数，包括加速电压、工作距离、扫描速度等；3.进行扫描观察，获取SEM图像；4.根据SEM图像进行显微分析，分析样品的形态、结构和成分。
四、实验结果经过扫描电镜观察，我们获得了样品表面的SEM图像。
该样品是一块金属材料，其表面呈现出颗粒状的结构。
颗粒大小不均匀，分布较为稀疏。
部分颗粒表面存在裂纹和凹凸不平的现象。
通过放大图像，我们可以看到颗粒呈现出不规则的形态和表面结构。
根据样品的形态和颗粒特征，我们推测该样品可能是一种金属合金。
颗粒的大小和分布情况表明，在合金制备过程中，可能存在着颗粒的生长过程或者晶体相变的情况。
我们还可以观察到部分颗粒表面存在裂纹和凹凸不平，这可能与金属材料在制备、处理或使用过程中的应力释放有关。
通过对SEM图像的分析，我们得到了样品的表面形貌和结构信息，但对于其具体的成分和晶体形貌仍需要进一步的分析。
五、实验结论本次实验使用扫描电镜对样品进行了显微分析，并获得了样品的SEM图像。
1.样品表面呈现颗粒状结构，颗粒大小分布不均匀；2.部分颗粒表面存在裂纹和凹凸不平的现象；3.样品可能是一种金属合金，颗粒的形态和分布情况可能与晶体相变和应力释放有关。
对于SEM图像中的颗粒成分和晶体形貌信息，我们需要进一步的分析才能得出准确的结论。
比如可以使用能谱仪对样品进行能谱分析，确定其具体的成分元素；还可以进行X射线衍射分析，获取样品的晶体结构参数。
扫描电镜(材料分析方法)技术指导
第十三章扫描电子显微镜一、扫描电镜的特点和工作原理自从1965年第一台商用扫描电镜问世后，它得到了迅速发展。
其原因在于扫描电镜弥补了透射电镜的缺点，是一种比较理想的表面分析工具。
透射电镜目前达到的性能虽然很高，如分辨本领优于0.2～0.3nm，放大倍数几十万倍，除放大成像外还能进行结构分析等，但其有一个最大的缺点就是对样品要求很高，制备起来非常麻烦。
而且，样品被支撑它的铜网蔽住一部分，不能进行样品欲测区域的连续观察。
扫描电镜则不然，,已可直接观察大块试样，样品制备非常方便。
加之扫描电镜的景深大、放大倍数连续调节范围大，分辨本领比较高等特点，所以它成为固体材料样品表面分析的有效工具，尤其适合于观察比较粗糙的表面如材料断口和显微组织三维形态。
扫描电镜不仅能做表面形貌分析，而且能配置各种附件，做表面成分分析及表层晶体学位向分析等。
扫描电镜的成像原理，和透射电镜大不相同，它不用什么透镜来进行放大成像，而是象闭路电视系统那样，逐点逐行扫描成像。
图1是扫描电镜工作原理示意图。
由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2～3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等。
这些物理信号的强度随样品表面特征而变。
它们分别被相应的收集器接受，经放大器按顺序、成比例地放大后，送到显像管的栅极上，用来同步地调制显像管的电子束强度，即显像管荧光屏上的亮度。
由于供给电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也就是供给阴极射线显像管的扫描线圈的电源，此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电子束作同步扫描。
因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电子束的位置是一一对应的。
这样，在长余辉荧光屏上就形成一幅与样品表面特征相对应的画面一一某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。
画面上亮度的疏密程度表不该信息的强弱分布。
图1 扫描电镜工作原理二、电子束与固体样品作用时产生的信号：扫描电镜成像所用地物理信号是电子束轰击固体样品而激发产生的。
第四章 扫描电镜
含水或易挥发物应进行预处理，磁性材料预先去磁。 含水或易挥发物应进行预处理，磁性材料预先去磁。 （5）侵蚀： ）侵蚀： 有些试样的表面、断口需要适当的侵蚀， 有些试样的表面、断口需要适当的侵蚀，才能暴露某些 结构细节，侵蚀后要清洗、烘干。 结构细节，侵蚀后要清洗、烘干。 新断开的断口或断面，一般不需要进行此项处理。 新断开的断口或断面，一般不需要进行此项处理。
11 多孔SiC陶瓷的二次电子像 多孔SiC陶瓷的二次电子像 SiC
Optical Microscope VS SEM
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3、分辨率
SEM分辨本领的决定因素：入射电子束直径和成像信号 分辨本领的决定因素：入射电子束直径和 分辨本领的决定因素 入射电子束束斑直径越小， ① 入射电子束束斑直径越小，分辨率越高 用于成像的物理信号不同， ② 用于成像的物理信号不同，分辨率不同
第一节 扫描电镜的原理、结构与性能 扫描电镜的原理、
一、扫描电镜的工作原理
用聚焦电子束在试样表面扫描， 用聚焦电子束在试样表面扫描，电子束与样品相互作用 电子束在试样表面扫描 会产生各种电子信号，用探测器接收二次电子、 接收二次电子 会产生各种电子信号，用探测器接收二次电子、背散射电 子信号，并将其放大、显像， 观察样品表面或断口 样品表面或断口形貌 子信号，并将其放大、显像，以观察样品表面或断口形貌
第四章 扫描电子显微分析
扫描电镜：SEM (Scanning Electron Microscope) 扫描电镜： 表面研究的有效分析方法
Charles Oatley
1952年 英国工程师Charles 1952年，英国工程师Charles Oatley 制造出了第一台SEM 制造出了第一台SEM
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扫描电镜分析
扫描电镜分析扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高精度显微镜，能够以极高的放大倍数观察样品的微观结构和形貌。
通过利用电子束对样品进行扫描，SEM能够提供比光学显微镜更高的分辨率和放大倍数。
本文将介绍扫描电镜的工作原理、应用领域以及其在科研和工业中的重要性。
扫描电镜的工作原理是基于电子的性质和电磁场的作用。
它通过发射高能电子束，并将电子束聚焦到极小的尺寸，然后扫描在样品表面。
当电子束与样品的表面交互作用时，会产生许多信号，包括二次电子、背散射电子、特征X射线等。
这些信号接收后，经过电子学系统的处理和分析，最终形成样品的显微图像。
由于扫描电镜的电子束具有很小的波长，因此它能提供更高的分辨率和放大倍数，可以观察到更加详细的微观结构。
扫描电镜在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学中，它可以用来研究材料的表面形貌和微观结构，对材料的组成和纳米尺寸的特征进行分析。
在生物学研究中，扫描电镜可以观察生物细胞、组织和器官的内部结构，对病毒、细菌等微生物进行观察和分析。
在纳米科技领域，扫描电镜可以研究纳米材料的制备和性质，包括纳米颗粒、纳米材料的形貌和尺寸分布等。
此外，扫描电镜在矿物学、工业品质检测、环境科学和考古学等领域也有广泛应用。
在矿物学中，扫描电镜可以对矿石和矿物进行分析，帮助确定它们的成分和结构。
在品质检测中，扫描电镜可以用于检查和验证产品的表面和微观结构，确保产品符合质量标准。
在环境科学中，扫描电镜可以用来研究大气颗粒物、水质中的微生物和化合物等。
在考古学研究中，扫描电镜可以协助鉴定古代人工制品的材质和表面特征，帮助研究人员了解古代文化和技术。
扫描电镜在科学研究和工业生产中具有重要的地位。
它能够提供高分辨率的显微观察，帮助科学家们深入了解材料的微观结构和形貌，从而促进科学研究的发展。
在工业领域，扫描电镜可以用于质量控制和产品改进，确保产品具有良好的性能和质量。
电镜扫描分析
电镜扫描分析电镜扫描分析简介电镜扫描分析是一种先进的科学技术，用于观察和研究微观世界中的物质结构和形态。
它能够提供高分辨率的图像，并揭示出物质的细微特征，从而使科学家能够深入了解物质的组成和性质。
本文将介绍电镜扫描分析的原理和应用领域，并探讨其在科学研究和技术创新中的重要作用。
一、电镜扫描分析的原理电镜扫描分析主要基于电子束的相互作用与样品产生的信号。
当电子束照射到样品表面时，会与样品中的原子核和电子发生相互作用，并产生多种类型的信号。
这些信号包括二次电子、反射电子、透射电子、散射电子等。
电镜通过调节电子束的能量、角度和位置，以及对不同的信号进行收集和分析，可以生成高分辨率的图像。
通过扫描样品的表面，电镜可以获取样品的形貌、结构和成分信息。
同时，电镜还能够通过对信号进行分析，获得样品的元素分布、晶体结构、纳米尺度的特征等详细信息。
二、电镜扫描分析的应用领域1. 材料科学：电镜扫描分析在材料科学中具有广泛的应用。
它可以用于观察材料的微观结构、界面和缺陷等。
通过电镜的高分辨率图像，科学家们可以了解材料的晶体结构、晶粒尺寸、晶界特性等关键参数，从而指导材料的设计和制备。
2. 生命科学：电镜扫描分析在生命科学研究中也发挥着重要的作用。
它可以用于观察和研究生物样品的细胞结构、纳米尺度的生物分子等。
通过电镜扫描分析，科学家们可以揭示细胞器的形态和功能，进而了解生命活动的机制和生物分子的相互作用。
3. 纳米科学：电镜扫描分析在纳米科学和纳米技术领域也扮演着重要的角色。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质，而电镜能够提供纳米尺度下的高分辨率图像，从而使科学家们能够研究和控制纳米材料的结构、形貌和相互作用，为纳米器件的设计和制备提供重要指导。
4. 地球科学：电镜扫描分析在地球科学研究中也有广泛应用。
通过电镜可以观察和分析岩石、矿物和土壤等地质样品中的微观特征，揭示地质过程和资源形成的机制。
5. 环境科学：电镜扫描分析还可以用于环境污染物的研究。
扫描电镜图像的分析
100 150 200 250 300 350 400 颗粒个数Ｎ
个
数 均 D n 5.57 5.30 5.40 5.57 5.50 5.57 5.64
μ
m
体 均 D v 8.33 8.20 8.06 8.16 8.08 8.09 8.14
μ
m
D50 μm 8 . 11 8 . 1 0 7 . 8 0 7 . 9 2 7 . 9 1 7 . 9 2 7 . 9 5
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管旳断口 500X
图4.14 钢材腐蚀表面 1000X
图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口（拉长韧窝）
图4.19 高岭土 3000X
图4.20 高岭土5000X
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金旳背散射电子照片 500X
图4.24 Mg-Zn-Y合金旳背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金旳背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
4 粒度分布测量
大规模集成电路板上旳沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等旳测量；粉体（尤其是纳米）颗粒 粒度测量、原则粒子微球旳粒度定值；复合材料（如固体推动剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…，都能够使用图像处理、分析功能，有自动和手动。目前旳EDS中都有该软件包供选择， 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是精确、以便和实用旳。测量旳粒度范围能够从几十纳米到几种毫米，是 任何专用粒度仪所无法胜任旳。尤其当分析样品旳粒度不大于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、 Fe2O3、SiO2等）时，超细颗粒极易汇集、团聚（如下图）、在水中尤其难于分散旳特征，老式旳湿法 粒度分析（例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子有关法）就无法得到真实旳粒度成果。而扫描 电镜粒度分析法（简称SEM法）却不受这些限制，比较灵活，完全能适应这些特殊样品旳粒度分析，同 步它属于绝对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在旳测定样品量太少、成果缺乏代表性旳缺陷， 在实际操作时，要多制备些观察试样，多采集些照片，多测量些颗粒（300个以上）。超细粉体样品一般 制备在铜柱表面上，希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这么，在不同倍数下得到照片，便于图象处理 和分析功能自动完毕；不然，就要手工测量每个颗粒旳粒度，然后进行统计处理。
扫描电镜分析讲解
图5a.膨胀石墨外观的SEM图
图5b.膨胀石墨表面孔隙结构SEM图
膨胀石墨的外观如蠕虫状 ,由许多粘连、叠合的石墨鳞 片构成 ,片间有许多蜂窝状的微细孔隙 .其微片厚度大致在 100～300 nm之间,孔隙的尺寸在10-3～10 nm之间。
硅藻土原料与纯化硅藻土的表面形貌分析
图（a）为硅藻原土的SEM 图，从图中我们可以清晰的看 到原土硅藻壳体表面所覆盖的 大量的碎屑、炭质、粘土矿物 等杂质，壳体几乎被杂质所覆 盖和填充，还出现了孔洞塌陷 等现象，可以说几乎看不到清 晰的硅藻壳面的多孔结构。
（a）硅藻原土SEM图
(b)酸浸纯化硅藻土SEM图
图5c.膨胀石墨内表面结构的SEM图
图5d.膨胀石墨碎片的SEM图
膨胀石墨折断后对它的内部截面进行扫描电镜观察 ,可以
发现其内表面上存在.大量厚度在50～80 nm的薄片,如图5c所 示。
图5d为充分粉碎后的膨胀石墨粉末的 SEM 图。所有的薄片
厚度均在 100 nm 以下,一般分布在 30～80 nm. 说明,膨胀石墨
二 材料涂层表面、切面进行分析
表面分析是指对材料的表面特性和表面现象进行 观察分析、测量的方法和技术，是扫描电镜最基本、 最普遍的用途。通常用二次电子成像，来观察样品表 面的微观结构、化学组成等情况。
图2. 1500倍率下陶瓷膜层的表面形貌照片
从图2可以看出陶瓷膜层的组织是均匀的 ,但含有一 定数量的孔洞 (图片上的黑孔处为孔洞 )。这些孔洞是膜 层迅速烧结后残留下来的 ,它们所处的位置就是成膜过程 中能量密度的集中区。
扫描电镜技术在材料科学中的应用
扫描电镜技术在材料科学中的应用材料科学是一门应用学科，它研究各种物质的性质、结构、制备和应用等方面的科学问题。
在材料科学中，有很多研究方法和分析技术，其中扫描电镜技术是一种非常重要的方法。
本文将从扫描电镜技术的概念、优点以及在材料科学中的应用，探讨该技术在材料科学领域中的价值和发展前景。
一、扫描电镜技术的概念扫描电镜技术（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的材料表征、分析、观察的技术。
该技术利用高能电子束照射样品，观察样品在电场作用下发生的不同电子过程，通过收集样品表面反射、吸收、透射等电子的各种信号，进而获得样品表面形态、表面元素分布、晶体结构等信息。
扫描电镜技术主要分为三个步骤，包括样品制备、电子显微镜成像和信号检测等。
首先，样品需要进行处理和制备，以便于观察和分析，比如需要进行切片、抛光等处理。
然后，采用电子显微镜照射样品，通过收集样品表面反射、背散射等电子信号，来获得样品的形貌和结构等信息。
最后，通过图像的处理和分析，以及各种数据的比对和分析，来进一步分析样品的性质和结构等。
二、扫描电镜技术的优点扫描电镜技术的优点主要包括以下几个方面：1.分辨率高：扫描电镜技术的分辨率非常高，能够观察到极小的表面形貌和微观结构，甚至能够研究到纳米级别的材料结构。
2.实时性好：扫描电镜技术能够实时进行样品观察和分析，并且可以通过调整各种参数来达到最佳的显影效果和分析结果，具有成像速度快、操作简便等特点。
3.多功能性强：扫描电镜技术可以观察样品的形貌、成分分布、晶体结构等多方面信息，而且可以进行高分辨率的成像、分析、比对等操作，多功能性非常强。
4.适用范围广：扫描电镜技术适用于多种材料和样品，比如金属材料、半导体材料、生物医学材料等，在材料科学、生物医学等多领域有着广泛应用。
三、扫描电镜技术在材料科学领域中的应用非常广泛，主要应用于材料结构、形貌、成分、性能、缺陷等方面的研究。
扫描电镜分析简介
扫描电镜分析简介
扫描电镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种高分辨力电子显微镜技术，它是研究尺度上非常小的目标物质的分子结构的工具。
它的发展是电镜发展的新一步，因为它不仅可以观察物体的表面和形状，而且能够潜入表面深处，甚至可以分析其化学成分。
SEM技术的原理主要是使用激光束来照射样品表面，激光束穿过空气层在样品表面受到反弹，经过反弹的激光首先进入到放大镜系统，再经过扫描器激光射频控制，发射到样品表面，进而可以获得样品表面的高分辨率图像。
扫描电子显微镜是由支持用空气压进行绝缘的真空容器、电子源、偏振器、扫描仪和控制系统组成的一个设备。
它的真空容器由一个金属模型和一个电子枪组成，具有十几个测量系统，而电子源能够将千万伏特的电源供给给电子枪，使其产生电子束，该电子束射向样品，使样品表面放射出可以记录观测的电子信号。
扫描电镜
扫描电镜扫描电镜是一种现代科学研究中常用的一种工具，它能够以极高的分辨率和放大倍数观察样品中的微观结构，对于材料科学、生物学、药物研发等领域都具有重要的意义。
下面本文将介绍扫描电镜的基本原理、工作方式以及其应用领域。
扫描电镜是一种利用电子束代替光线的显微镜，它的基本原理是利用电子的波粒二象性，通过控制电子束的聚焦和偏转，对样品进行扫描式的观察。
相比传统光学显微镜，扫描电镜可以提供更高的放大倍数和更高的分辨率，能够观察到更细微的细节结构。
扫描电镜的工作方式是将电子束从电子枪中发射出来，经过放大和聚焦后，通过磁场的控制进行偏转，最后聚焦到样品的表面。
在样品表面，电子束与样品之间会发生相互作用，产生一系列的信号，包括二次电子、反射电子、散射电子等。
这些信号经过收集和放大后，通过探头传感器转化为电信号，并经过计算机处理后得到图像。
扫描电镜有许多不同类型，其中常见的是场发射扫描电镜（FE-SEM）和透射电镜（TEM）。
场发射扫描电镜主要用于观察样品表面的形貌和结构，其分辨率可以达到纳米级别。
透射电镜则主要用于观察样品内部的结构，能够提供更高的分辨率，可以观察到原子水平的细节。
扫描电镜在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学中，扫描电镜可以观察材料表面的微观结构和晶体形貌，帮助研究人员了解材料的性质和特性。
在生物学中，扫描电镜可以观察细胞的形态和结构，研究细胞的功能和组织的构成。
在药物研发中，扫描电镜可以观察药物微粒的形状和尺寸，帮助优化药物的制备工艺和提高药效。
除了以上应用领域，扫描电镜还广泛应用于材料质量控制、环境监测、纳米科学等领域。
随着技术的不断进步，扫描电镜的分辨率和性能也在不断提高，为科学研究提供了更强有力的工具。
总之，扫描电镜作为一种重要的科学研究工具，具有极高的分辨率和放大倍数，可以观察到微观结构的细节，帮助研究人员深入了解材料和生物体的特性和结构。
它在材料科学、生物学、药物研发等领域发挥着重要作用，并有着广泛的应用前景。
扫描电镜分析简介
扫描电镜分析简介扫描电镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）是一种常用的材料分析技术，通过表面扫描电子束所产生的电子与样品表面相互作用，测量和分析电子束与样品之间的相互作用现象，得到图像和各种表征参数，从而实现对样品微观结构的观察和分析。
SEM的工作原理是将样品置于真空条件下，利用电子枪产生高能电子束，以扇形或螺旋形的方式扫描在样品表面，当电子束与样品相互作用时，部分电子进入样品表面产生的电子云，将原本在电子束路径上不可见的电子转化为可见的信号。
这种信号包括二次电子（Secondary Electrons, SE）和反射电子（Backscattered Electrons, BSE）两种，二次电子主要来自于样品表面物质的元素分布和拓扑结构，反射电子则主要来自于电子束与原子核的碰撞反射。
通过收集、放大和检测这些反射电子，就可以获取样品的电子图像。
SEM与传统的光学显微技术相比，具有以下优点：1.高分辨率：SEM的分辨率可达到亚纳米级别，能够观察到更小的细节和粒子。
2.能够观察非导电材料：相对于传统的透射电镜，SEM可以直接观察非导电材料，不需要特殊的样品制备。
3.大深度焦距：SEM具有较大的深度焦距，可以获得更清晰的三维像。
4.显示能力强：SEM可以生成高对比度的图像，并且具有较强的深度感。
5.多功能性：SEM除了观察样品表面形貌外，还可以进行成分分析、晶体结构分析、导电性测量等多种功能。
SEM主要应用于材料研究、生物医学、纳米科学等领域。
在材料研究中，SEM常用于观察材料的晶体形貌、断口形貌、金属表面的腐蚀和磨损等。
在纳米科学领域，SEM可以用于观察纳米材料的形貌和尺寸分布，同时还可以通过能谱分析技术，得到不同区域的元素组成。
在生物医学中，SEM可以观察细胞结构、病毒和细菌等微生物形态特征，对研究细胞生物学、病理学等具有重要意义。
为了更好地进行SEM分析，需要注意以下几个方面的问题：1.样品制备：样品要求具有一定的导电性，通常需要进行金属镀膜或者冷冻干燥等处理才能满足要求。
扫描电镜检测报告
扫描电镜检测报告1. 引言扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高分辨率显微镜，可用于观察样品表面的微观结构。
扫描电镜检测报告记录了对样品进行扫描电镜观察的结果和分析。
2. 检测目的本次检测的目的是对样品进行表面形貌分析，以了解其微观结构和特征。
3. 检测方法使用型号为XXXX的扫描电镜对样品进行观察。
检测过程中，首先将样品固定在扫描电镜的样品台上，然后通过电子束扫描样品表面，并获得高分辨率的图像。
4. 检测结果通过扫描电镜观察，我们获得了样品的高清图像，可以清晰地看到其表面的微观结构。
以下是我们观察到的几个重要特征：4.1 粗糙度样品表面呈现出一定的粗糙度，可以观察到微小的凹凸结构。
这些凹凸结构可能是由于加工过程中的磨削或其他物理力作用导致的。
4.2 颗粒分布在样品表面，我们还观察到均匀分布的微小颗粒。
通过进一步分析，我们发现这些颗粒的尺寸大致在1-10微米之间，形状多样，可能是杂质或其他微粒的沉积。
4.3 裂纹和缺陷在观察过程中，我们还发现样品表面存在一些细微的裂纹和缺陷。
这些缺陷可能是由于材料的应力集中、热膨胀等因素引起的，需要进一步的分析来确定其具体原因。
5. 结论通过扫描电镜的观察和分析，我们对样品的表面形貌有了更深入的了解。
样品表面呈现出一定的粗糙度，存在颗粒分布和细微的裂纹和缺陷。
这些观察结果对于进一步分析样品的性能和品质具有重要意义。
6. 建议基于本次检测结果，我们建议进一步研究以下几个方面：•对样品表面的粗糙度进行进一步的测量和分析，以确定其对材料性能的影响程度。
•对颗粒分布进行成分分析，以确定其来源和对样品性能的潜在影响。
•对细微裂纹和缺陷进行更详细的调查，以确定其成因并采取相应的措施进行修复。
7. 参考文献[1] Smith, J. K. Scanning electron microscopy. Materials Characterization Techniques, 2017.[2] Chen, L., & Wang, Q. Applications of scanning electron microscopy in material science. Journal of Materials Science & Technology, 2019.8. 致谢感谢本次检测中参与实验和数据分析的所有人员的辛勤工作和贡献。
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。
扫描电镜简介
扫描电镜简介电子源发射的电子束经过电磁透镜的电子光学通路聚焦，电子源的直径被缩小到纳米尺度的电子束斑，与显示器扫描同步的电子光学镜筒中的扫描线圈控制电子束，在样品表面一定微小区域内，逐点逐行扫描。
电子束与样品相互作用，从样品中发射的具有成像反差的信号，由一个适当的图像探测器逐点收集，并将信号经过前置放大器和视频放大器,用调制解调电路调制显示器上相对应显示像素的亮度，形成我们人类观察习惯的，反映样品二维形貌的图像或者其他可以理解的反差机制图像。
由于图像显示器的像素尺寸远远大于电子束斑尺寸，(0.1mm/1nm=100,000倍)而且显示器的像素尺寸小于等于人类肉眼通常的分辨率，这样显示器上的图像相当于把样品上相应的微小区域进行了放大。
通过调节扫描线圈偏转磁场，可以控制电子束在样品表面扫描区域的大小，理论上扫描区域可以无限小，但可以显示的图像有效放大倍数的限度是扫描电镜分辨率的限度。
模拟图像扫描系统：样品上每个像素模拟信号直接调制阴极射线管对应显示像素的亮度，由于生成一幅高质量图像一般需要数秒或者数十秒/帧，所以模拟电镜使用慢余辉显像管终端显示一幅活图像，为了便于在显像管上观察图像，需要暗室，操作者可按照一定规程调整仪器参数，如图像聚焦，移动样品台搜索感兴趣区域，调节放大倍数，亮度对比度，消象散等从而获得最佳的图像质量。
模拟图像输出采用高分辨照相管，用单反相机直接逐点记录在胶片上，然后冲洗相片。
自1985年以来，模拟图像电镜已经被数字电镜取代。
数字图像扫描系统：样品上每个像素发出的成像信号，被图像探测器探测器后，经过前置放大器，和视频放大器放大，直接进行信号数字化，然后存储在图像采集卡的帧存器，形成数字图像数据，图像数据可被电镜操作软件读取，操作者在图形交互界面(GUI)上对图像进行调整控制，并把调整好的数字图像存储在计算机中硬盘中。
模拟控制是控制信号不经过计算机软件,直接由操作台按键旋钮等对执行机构进行控制,属于人工手动控制,控制精度由操作者观察仪表盘的变化决定.例如高压电源,扫描线圈,探测器电源,电子枪控制，磁透镜控制,样品台的运动控制等等。
电镜扫描分析2篇
电镜扫描分析2篇第一篇：电镜扫描分析电镜扫描分析是一种高分辨率显微技术，它可以将样品表面的微观结构、形态和成分以高分辨率、高灵敏度的数字化图像进行观测、分析和表征。
电镜扫描分析技术在材料科学、生物医学、地质矿物学、纳米技术等领域广泛应用，已成为现代材料科学研究的必备手段之一。
电镜扫描分析的基本原理是利用电子束扫描样品表面，通过测量和记录散射电子、二次电子、反射电子、背散射电子等信号的强弱，获取样品表面的微观形态和成分信息。
电子束在扫描样品表面时，会与样品表面的原子和分子发生相互作用，产生各种信号。
这些信号通过相应的检测器采集，经过数字化处理和图像重构，最终呈现出具有高分辨率、高对比度和高灵敏度的数字化图像。
电镜扫描分析技术有多种类型，如传统扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电镜（STEM）等。
其中，SEM是最常用的电镜扫描分析技术之一。
SEM利用电子束扫描样品表面，测量样品表面的二次电子信号，通过控制扫描线圈和检测器的位置，可以获得样品表面的图像信息。
SEM可以对样品进行快速成像，分辨率高，具有纵向大深度、便于表面形态、纹理等细节的分析特点。
电镜扫描分析技术在许多领域的应用已经得到广泛认可，包括微电子学、半导体、陶瓷、金属、医学生物、材料科学、纳米技术、环境监测等。
电镜扫描分析技术能够提供高分辨率、高对比度、高灵敏度的数字化图像和成分分析，对于研究微观结构、分析成分、表征物理化学性能等具有非常重要的作用。
在今后的科技领域，电镜扫描分析技术将会得到更广泛的应用。
第二篇：电镜扫描分析的应用电镜扫描分析技术是一种重要的样品表面成像技术，具有高分辨率、高对比度和高灵敏度等特点，已经广泛应用于材料、化学、生物、医学等领域。
下面是电镜扫描分析在不同领域的应用举例：材料科学：电镜扫描分析技术在材料领域的应用范围广泛，如半导体、金属、陶瓷、塑料等材料的成分分析、热处理效果、表面形貌分析等。
扫描电镜分析技术
加速电压对分辨率的影响
工作距离对分辨率及景深的影响
探针电流对分辨率及信噪比的影响
10uA
20uA
40uA
30uA
背散射电子流
二次电子流
吸收电流
喷镀（Au、Pt、C…）
优点： （1）表面导电 → 降低荷电 （2）增加导热性能 → 降低电子束损伤 （3）增加信号激发效率 （4）降低操作技术要求 缺点： （1）样品表面细节可能被掩盖或者 尺寸发生改变 （2）成分信息和表面电位信息减弱或者消失
入射电子束在样品中激发出的各种信号
背散射电子：入射电子在样品中经散射后再从上表面射出来的电子。反映样品 表面不同取向、不同平均原子量的区域差别。
二次电子：由样品中原子外壳层释放出来，在扫描电子显微术中反映样品上表 面的形貌特征。
X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时发出的光子。
(IP)
Iｉｎ＝Iｏｕｔ (IBSE)
镀层
ISE
e- e- e样品 e-
吸收电流(Iａｂ)
ee- ee23
5 Pa
空气浓度
10 Pa
消除荷电 20 Pa
20mm
样品: 纸张 加速电压: 15kV 压力: 5～20Pa
• 成像方式及所用的调制信号 • 二次电子像的分辨率约为5-10nm，背反射电子像的分 辨率约为50-200nm。X射线的深度和广度都远较背反 射电子的发射范围大，所以X射线图像的分辨率远低 于二次电子像和背反射电子像。
景深
• • 景深是指一个透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围。 扫描电镜的景深为比一般光学显微镜景深大100-500倍，比透射电镜的景深大 10 倍。
俄歇电子：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时，多余 能量转移给外层电子，使外层电子挣脱原子核的束缚，成为俄歇电子。 透射电子 :电子穿透样品的部分。这些电子携带着被样品吸收、衍射的信息，用 于透射电镜的明场像和透射扫描电镜的扫描图像, 以揭示样品内部微观结构的形 貌特征。
扫描电镜微区成分分析技术
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(2)工作条件要求严格:Si ( Li)探头必 须保持在液氦冷却的低温状态，即使是在 不工作时也不能中断，否则晶体内的锂原 子会扩散、迁移，导致探头功能下降甚至 失效。
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一、能谱仪的基本原理和分析特点 1.原理 利用多道脉冲高度分析器把试样所产生 的X射线谱按能量的大小顺序排列成特征峰 谱，根据每一种特峰所对应的能量鉴定化 学元素。
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2.分析特点 直接用固体检测器对X射线能谱进行检 测，不需要经过分析晶体的衍射。 (1)计数率不因衍射而损失，而且接收 角很大，接收效率在X射线波长(或X射线光 子的能量)范围内近乎100%。 (2)可以从试样表面较大区域或粗糙表 面上收集从试样上所激发出的X射线光子。 (3)可以同时分析多种元素，分析速度 快，适宜做快速定性和定点分析。
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根据上述要求，正确的制样方法如下:为了把 试样表面磨平，可以用细金刚砂代替氧化铝粉作 抛光剂，这样可以得到更平的表面。试样表面经 抛光后应充分清洗，不使抛光剂留在表面，最好 用超声波清洗。如果试样表面要经过金相腐蚀后 才能确定被分析部位，则可以采用浅腐蚀以确定 分析位置，再在其周围打上显微硬度作为标记， 然后抛掉腐蚀层，再进行分析。对易氧化样品， 制备好后应及时分析，不宜在空气中放置过久。 对于导电试样，如果样品的尺寸过小，则可把 它用镶嵌材料压成金相试块，再对被分析表面磨 光。所采用的镶嵌材料应具有良好的导电性和一 定的硬度。 对于非导体的样品，需要在其表面喷上一层碳、 铝、铬、金等导电膜。
扫描电镜微区成分分析技术
扫描电镜的成分分析技术是20世纪70年代发展起 来的，并在各个科学领域得到广泛应用。该项技术 打破了扫描电镜只作为形态结构观察仪器的局限性， 使形态观察与样品的化学元素成分分析结合起来， 从而大大地扩展了它的研究能力。与传统的化学和 物理分析相比，它具有如下优点: 1.可以分析小于1μ m的样品中的元素。 2.能在微观尺度范围内同时获得样品的形貌、组成 分析及其分布形态等资料，为研究样品形态结构、 组成元素提供了便利。 3.分析操作迅速简便，实验结果数据可靠，而且可 用计算机进行处理。 4.可对样品进行非破坏性分析。
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扫 描 电 镜 成 像 示 意 图
扫描电镜的工作原理
➢ 对于扫描电镜的另一种衬度像—背散射电子像的成像原理 和二次电子像的成像原理相似，此次就不再赘述。
➢ 扫描电镜除了能显示一般试样表面的形貌外，还能将试样 微区范围内的化学元素、光、电、磁等性质的差异以二维 图像形式显示出来，并可用照相方式拍摄图像。
扫描电镜的构造
➢ 电子光学系统 ➢ 扫描系统 ➢ 信号收集系统 ➢ 图像显示和记录系统 ➢ 真空系统 ➢ 电源系统
电子光学系统
由电子枪、聚光镜、物镜和样品室等部件组 成。它的作用是将来自电子枪的电子束聚 焦成亮度高、直径小的入射束(直径一般为 10nm或更小)来轰击样品，使样品产生各种 物理信号
➢ 背散射电子：入射电子在样品中经散射后再从上表 面射出来的电子。反映样品表面不同取向、不同平 均原子量的区域差别。
➢ 二次电子：由样品中原子外壳层释放出来，在扫描 电子显微术中反映样品上表面的形貌特征。
➢ X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外层 电子跃迁至内层时发出的光子。
其他信号
➢ 俄歇电子：入射电子在样品原子激发内层电 子后外层电子跃迁至内层时，多余能量转移 给外层电子，使外层电子挣脱原子核的束缚， 成为俄歇电子。
扫描系统
扫描系统是扫描电镜的特殊部件，它由扫 描发生器和扫描线圈组成。它的作用是：1) 使入射电子束在样品表面扫描，并使阴极 射线显像管电子束在荧光屏上作同步扫描； 2) 改变入射束在样品表面的扫描振幅，从 而改变扫描像的放大倍数。
信号收集系统
➢ 扫描电镜应用的物理信号可分为：1) 电子信号，包 括二次电子、背散射电子、透射电子和吸收电子。 吸收电子可直接用电流表测，其他电子信号用电子 收集器；2) 特征X射线信号，用X射线谱仪检测；3) 可见光讯号（阴极荧光），用可见光收集器。
真空系统和电源系统
➢ 真空系统是保证电子枪和试样室有较高的真空度， 高真空度能减少电子的能量损失和提高灯丝寿命， 并减少了电子光路的污染。真空度一般为0.01Pa－ 0.001Pa。
➢ 电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护电路所 组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。
扫描电镜的主要性能
➢ 放大倍数 ➢ 分辨率 ➢ 景深
扫描电镜的主要性能
➢ 景深
• 景深是指一个透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像 的一个能力范围。
• 扫描电镜的景深为比一般光学显微镜景深大100-500倍，比透 射电镜的景深大10 倍。
➢ 入射电子束和试样相互作用，从试样表面原子中激发出二 次电子。二次电子收集极的作用，将各方向发射的二次电 子汇集，再经加速极加速，射向闪烁体上转变成光信号。 经光导管到达光电倍增管，使光信号再次转变为电信号。 电信号经视频放大器放大，并将其输出送至显像管的栅极， 调制显像管的亮度，因而在荧光屏幕上便呈现出一幅亮暗 程度不同的反映试样表面形貌的二次电子象。一幅扫描图 像由多达100万个分别与被分析物表面物点一一对应的图 像点构成。
扫描电镜的优点
➢ 高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射 电子枪的应用得到普及，现代先进的扫描电镜的 分辨率已经达到1纳米左右。
➢ 有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调。 ➢ 有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直
接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构。 ➢ 试样制备简单。 ➢ 可直接观察大块试样。 ➢ 适用于固体材料样品表面和界面分析。 ➢ 适合于观察比较粗糙的表面：材料断口和显微组
➢ 透射电子 :电子穿透样品的部分。这些电子携 带着被样品吸收、衍射的信息，用于透射电 镜的明场像和透射扫描电镜的扫描图像, 以揭 示样品内部微观结构的形貌特征。
扫描电镜的工作原理
➢ 扫描电镜成像与电视显象相似。扫描电镜图像按一定时间 空间顺序逐点扫描形成，并在镜体外显像管荧光屏幕上显 示出来。
➢ 由电子枪发射的能量达30keV的电子束，经会聚透镜和物 镜缩小聚焦，在试样表面形成具有一定能量、一定强度、 极小的点状电子束。在扫描线圈磁场作用下，电子束在试 样表面上按一定的时间、空间顺序作光栅式逐点扫描。
织三维形态。
扫描电镜成像的物理信号
扫描电镜成像所用的物理 信号是电子束轰击固体样 品而激发产生的。具有一 定能量的电子，当其入射 固体样品时，将与样品内 原子核和核外电子发生弹 性和非弹性散射过程，激 发固体样品产生多种物理 信号，如二次电子、背散 射电子、吸收电子、X射 线、俄歇电子等。
SEM中的三种主要信号
扫描电镜显微分析简介
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜
扫描电镜显微分析简介
➢ 概况 ➢ 扫描电镜的优点 ➢ 扫描电镜成像的物理信号 ➢ 扫描电镜的工作原理 ➢ 扫描电镜的构造 ➢ 扫描电镜的主要性能 ➢ 应用举例
概况
扫描电子显微镜简称扫描电镜，英文缩 写：SEM。为适应不同要求，在扫描电镜 上安装上多种专用附件，实现一机多用， 使扫描电镜成为同时具有透射电子显微镜 （TEM）、电子探针X射线显微分析仪 （EPMA）、电子衍射仪（ED）等多种功 能的一种直观、快速、综合的表面分析仪 器。
➢ 常见的电子收集器是由闪烁体、光导管和光电倍增 管组成的部件。其作用是将电子信号收集起来，然 后成比例地转换成光信号，经放大后再转换成电信 号输出(增益达106)，这种信号就用来作为扫描像的 调制信号。
图像显示和记录系统
这一系统的作用是将信号收集器输出的信号 成比例地转换为阴极射线显像管电子束强度 的变化，这样就在荧光屏上得到一幅与样品 扫描点产生的某一种物理讯号成正比例的亮 度变化的扫描像，同时用照相方式记录下来， 或用数字化形式存储于计算机中。
扫描电镜的主要性能
➢ 放大倍数
M=AC/AS 式中AC是荧光屏上图像的边长， AS是电子束在样品
上的扫描振幅。 目前大多数商品扫描电镜放大倍数为20-20000倍，介
于光学显微镜和透射电镜之间。 ➢ 分辨率 对微区成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对
成像而言，它是指能分辨两点之间的最小距离。 SEM的分辨率大小与以下因数有关： • 入射电子束束斑直径 • 入射电子束在样品中的扩展效应