扫描电子显微镜SEM使用的基础知识
扫描电子显微镜SEM培训资料
电子光学系统
由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。 其作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源。为了获得较高的信号强
度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
可以产生信号的区域称为有效作 用区，有效作用区的最深处为电子有 效作用深度。 但在有效作用区内的信号并不一定 都能逸出材料表面、成为有效的可供 采集的信号。这是因为各种信号的能 量不同，样品对不同信号的吸收和散 射也不同。 随着信号的有效作用深度增加， 作用区的范围增加，信号产生的空间 范围也增加，这对于信号的空间分辨 率是不利的。
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
信号收集及显示系统
检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系
统的调制信号。普遍使用的是电子检测器，它由闪烁体，光导管和光电倍 增器所组成
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
4. 扫描电子显微镜的构造
电子光学系统
信号收集及显示系统 真空系统和电源系统
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SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
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扫描电子显微镜及能谱仪SEM
扫描电子显微镜及能谱仪SEM扫描电子显微镜及能谱仪SEM扫描电子显微镜及能谱仪SEM是一种强大的实验仪器，它能够帮助我们开启微观世界的大门，从而深入了解物质在最基本层面的性质和结构。
本文将在以下几个方面对SEM及其应用进行介绍。
一、扫描电子显微镜SEM的原理扫描电子显微镜SEM是一种采用电子束的显微镜，通过高能电子束与样品相互作用，透过扫描线圈产生扫描信号，实现对样品表面形貌的观察和获取高清晰度的图像。
SEM和光学显微镜有很大的不同，光学显微镜是使用光来观察物质的显微镜，而SEM则是使用电子来观察物质。
扫描电子显微镜SEM的工作原理主要分为以下三个步骤：1、获得高能电子束：扫描电子显微镜SEM内部有个电子枪，电子枪发射出的电子经过加速器的加速器和聚焦极的聚焦，成为高能电子束。
2、扫描样品表面：高能电子束射向样品表面，样品表面反弹回来的电子信号被SEM仪器捕获。
3、产生扫描信号：把从样品表面反弹回来的电子信号进行放大，形成显微图像。
二、能谱仪的原理能谱仪是SEM中的重要组成部分，它可以检测电子在样品中的反应和监测样品中所含的化学元素，以及相应元素的含量。
能谱仪的工作原理是通过检测样品产生的X射线来分析样品组成，电子束与样品相互作用，产生一系列的X射线能量峰值。
每个元素都有不同能级的电子，其X射线产生的能量也分别对应不同的峰值。
因此，通过表征能谱仪所发现的不同X射线能量峰的位置和强度，可以确定样品中所含元素。
三、SEM的应用1、矿物学SEM被广泛应用于矿物学研究中，因为它能够提供很高的图像分辨率。
将样品与高能电子束相互作用可使样品表面反射的电子被收集，从而形成高分辨率的矿物学图像。
2、材料科学在材料科学中，SEM被用于表面形貌研究以及微观结构解析。
通过SEM可以获取材料的内部结构和力学特性，为材料研发和工业应用提供了有力支持。
3、医学SEM在医学领域也有极为重要的应用，例如用于人体组织医学研究。
SEM可以提供高质量且精细的人体组织图像，进一步促进了医学领域的研究和治疗。
扫描电镜sem
扫描电镜（SEM）简介扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种利用电子束对样品表面进行扫描的显微镜。
相比传统的光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和更大的深度视野，使得它成为材料科学、生命科学和物理科学等领域中常用的研究工具。
SEM通过利用电子多次反射，将样品表面的形貌细节放大数千倍，可以观察到微观结构，比如表面形态、粗糙度、纳米级颗粒等。
SEM通常需要真空环境下操作，因为电子束在大气压下很快会失去能量而无法达到高分辨率。
工作原理SEM的工作原理可以简单地分为以下几步：1.电子发射：SEM中，通过热发射或场发射的方式产生电子束。
这些电子被加速器加速，形成高速的电子流。
电子束的能量通常在10-30 keV之间。
2.样品照射：电子束通过一个聚焦系统照射到样品表面。
电子束与样品原子发生相互作用，从而产生各种现象，比如电子散射、透射和反射。
3.信号检测：样品与电子束发生相互作用后，产生的信号会被探测器捕获。
常见的SEM信号检测器包括二次电子检测器和反射电子检测器。
这些探测器可以测量电子信号的强度和性质。
4.信号处理和图像生成：SEM通过对探测到的信号进行处理和放大，生成图像。
这些图像可以显示出样品表面的微观结构和形貌。
应用领域SEM在许多科学领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：材料科学SEM可以用于研究材料的结构和形态。
它可以观察微观缺陷、晶体结构、纳米颗粒等材料细节。
这对于材料工程师来说非常重要，可以帮助他们改进材料的性能和开发新的材料。
生命科学SEM可以用于观察生物样品的微观结构。
比如，它可以观察细胞的形态、细胞器的分布和细胞表面的纹理。
这对于生物学家来说非常重要，可以帮助他们了解生物体的结构和功能。
纳米科学SEM在纳米科学领域中也有广泛的应用。
通过SEM可以对纳米材料进行表面形貌和结构的观察。
它可以显示出纳米结构的细节，帮助科学家研究纳米颗粒的组装、层析和相互作用等现象。
扫描电子显微镜(SEM)简介
完成观察后，关闭扫描电子显微镜主机和计 算机，清理样品台，保持仪器整洁。
注意事项
样品求
确保样品无金属屑、尘埃等杂质，以 免损坏镜体或影响成像质量。
避免过载
避免长时间连续使用仪器，以免造成 仪器过载。
保持清洁
定期清洁扫描电子显微镜的镜头和样 品台，以保持成像清晰。
操作人员要求
操作人员需经过专业培训，了解仪器 原理和操作方法，避免误操作导致仪 器损坏或人员伤害。
操作方式
有些SEM需要手动操作，而有 些型号则具有自动扫描和调整 功能。
适用领域
不同型号的SEM适用于不同的领 域，如材料科学、生物学等，选
择时应考虑实际应用需求。
04
SEM的操作与注意事项
操作步骤
01
02
03
开机与预热
首先打开电源，启动计算 机，并打开扫描电子显微 镜主机。预热约30分钟， 确保仪器稳定。
场发射电子源利用强电场作用下的金属尖端产生电子，具有高亮度、低束流的优点， 但需要保持清洁和稳定的尖端环境。
聚光镜
聚光镜是扫描电子显微镜中的重 要组成部分，它的作用是将电子 束汇聚成细束，并传递到样品表
面。
聚光镜通常由两级组成，第一级 聚光镜将电子束汇聚成较大直径 的束流，第二级聚光镜进一步缩
小束流直径，提高成像质量。
生态研究
环境SEM技术可以应用于生态研究中， 例如观察生物膜、土壤结构等，为环 境保护和治理提供有力支持。
THANKS
感谢观看
样品放置
将样品放置在样品台上， 确保样品稳定且无遮挡物。
调整工作距离
根据样品特性，调整工作 距离（WD）至适当位置， 以确保最佳成像效果。
操作步骤
扫描电镜知识汇总
扫描电镜（SEM）超全知识汇总真空技术扫描电子显微镜，是自上世纪60年代作为商用电镜面世以来迅速发展起来的一种新型的电子光学仪器，被广泛地应用于化学、生物、医学、冶金、材料、半导体制造、微电路检查等各个研究领域和工业部门。
如图1所示，是扫描电子显微镜的外观图。
▲图1. 扫描电子显微镜特点制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大、保真度高、有真实的三维效应等，对于导电材料，可直接放入样品室进行分析，对于导电性差或绝缘的样品则需要喷镀导电层。
基本结构从结构上看，如图2所示，扫描电镜主要由七大系统组成，即电子光学系统、信号探测处理和显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。
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扫描电镜上，电磁透镜必不可少。
通常会装配两组：汇聚透镜和物镜，汇聚透镜仅仅用于汇聚电子束，与成象会焦无关；物镜负责将电子束的焦点汇聚到样品表面。
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。
样品室内除放置样品外，还安置信号探测器。
2、信号探测处理和显示系统电子经过一系列电磁透镜成束后，打到样品上与样品相互作用，会产生二次电子、背散射电子、俄歇电子以及X射线等一系列信号。
所以需要不同的探测器譬如二次电子探测器、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。
虽然X射线信号不能用于成象，但习惯上，仍然将X射线分析系统划分到成象系统中。
有些探测器造价昂贵，比如Robinsons式背散射电子探测器，这时，可以使用二次电子探测器代替，但需要设定一个偏压电场以筛除二次电子。
3、真空系统真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。
真空柱是一个密封的柱形容器。
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子泵三大类，机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨灯丝枪的扫描电镜的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧及六硼化铈枪的扫描电镜,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。
扫描电子显微镜操作流程
扫描电子显微镜操作流程扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的显微镜，用于观察微观尺度下的表面形貌和组织结构。
本文将介绍扫描电子显微镜的操作流程，帮助您更好地使用该仪器。
一、准备工作在进行扫描电子显微镜操作之前，需要做一些准备工作：1. 查看设备状态：确保扫描电子显微镜处于正常工作状态。
2. 清洁样品：将待观察的样品进行适当的清洁处理，以去除表面的杂质和污染物。
3. 固定样品：将样品放置在适当的样品架上，并使用夹具或者导电胶带等方式固定好。
二、样品装载1. 打开样品室：打开扫描电子显微镜的样品室门，确保样品室内的环境与外界隔离。
2. 放置样品：将准备好的样品小心地放置在样品架上，并确保样品与检测器件之间的距离适当。
3. 关闭样品室：关闭样品室门，并确保密封良好，避免样品室内空气进入。
三、真空抽气由于扫描电子显微镜需要在真空环境下运行，因此需要进行真空抽气：1. 打开真空阀门：打开真空阀门，开始抽气。
2. 监测真空度：通过监测仪器，观察真空度的变化，待真空度达到设定要求后进行下一步操作。
3. 关闭真空阀门：当真空度稳定后，关闭真空阀门，保持真空状态。
四、电子束调节1. 打开激光：打开光源或电子束发射器。
2. 对焦：通过调节电子束的对焦控制，使得电子束聚焦在样品表面上。
3. 调节亮度和对比度：根据实际需求，调节电子束的亮度和对比度，以获得清晰的显微镜图像。
五、影像获取1. 扫描区域选择：根据需要选择要扫描的区域，调整样品台的位置。
2. 开始扫描：按下扫描按钮，开始扫描电子显微镜。
3. 图像观察：通过显微镜的显示屏或者计算机上的图像软件，观察并记录扫描获得的图像。
4. 图像保存：根据需要，将扫描得到的图像保存到计算机或其他存储设备中。
六、仪器关闭1. 关闭激光：关闭光源或电子束发射器。
2. 关闭扫描电子显微镜：按下关闭按钮，将扫描电子显微镜关闭。
3. 停止真空抽气：打开真空阀门，停止真空抽气。
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(SEM)操作课件资料
3
How to get an image?
Electron gun
125868eelleeccttrroonnss!!
Detector
Image
④样品室：放置样品台和信号探测器，样品台用 来固定样品，可作平移（x+y）、倾斜和转动等运 动，通常是单台，也有多台的。还可在样品室中 装上附件，对样品进行加热、冷冻和机械性能试 验等。新型SEM的样品台，除了可手动操作外， 也可通过软件进行数字化操作，可记忆观察位置 和观察条件，随时找回所记忆的位置和条件，非 常方便。此外用红外CCD动态监控样品台的移动。
2 month life is not uncommon.
2
电子枪特性比较
灯丝材料
W灯丝 钨丝
灯丝工作温度（K） 尖端半径（m） 发射源直径（nm） 图像分辨率（nm）
2800 50~100
~104 3.0
LaB6灯丝 冷场
Schottky
LaB6晶体 钨单晶 钨单晶表面镀ZrO2
(310)
(100)
二次电子能量低，加上一个5～10 kV的正压就可将 样品上方绝大部分二次电子收集（引向闪烁体），信 号收集率高，图像细节清晰。背散射电子能量高，运 动方向不易偏转，因此信号收集效率较低。
一般设有两个显示通道：一个用来观察，一个用来 照相记录。观察用100×100 mm2荧光屏一般有500扫描 线，扫描1帧需要1秒。照相记录用显像管要求有800～ 1000线，照相时采用慢速扫描。
常规探测器和高分辨（In-Lens）探测器成像对比
常规探测器 In-Lens探测器
电子的能量过滤探测
SE探测
过滤SE
In-Lens SE探测器
SEM扫描电子显微镜基础知识
扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)基础知识一、扫描电子显微镜的工作原理扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。
二、扫描电镜具有以下的特点(1) 可以观察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以观察更大直径)，制样方法简单。
(2) 场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。
(3) 放大倍数变化范围大，一般为 15 ～ 200000 倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。
(4) 具有相当高的分辨率，一般为 3.5 ～ 6nm。
(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。
采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。
(6) 可进行多种功能的分析。
与 X 射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。
(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。
三、扫描电镜的主要结构1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）；物镜光阑。
SEM扫描电子显微镜知识
SEM扫描电子显微镜知识扫描电子显微镜知识A—Z / SEM的构造扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope：SEM）是观察样品表面的装置。
用很细的电子束（称为电子探针）照射样品时，从样品表面会激发二次电子，在电子探针进行二维扫描时，通过检测二次电子形成一幅图像，就能够观察样品的表面形貌。
SEM的构造装置的结构SEM由形成电子探针的电子光学系统、装载样品用的样品台、检测二次电子的二次电子检测器、观察图像的显示系统及进行各种操作的操作系统等构成（图1），电子光学系统由用于形成电子探针的电子枪、聚光镜、物镜和控制电子探针进行扫描的扫描线圈等构成，电子光学系统（镜筒内部）以及样品周围的空间为真空状态。
图1 SEM的基本结构1图2 电子枪的构造图电子枪电子枪是电子束的产生系统，图2是热发射电子枪的构造图。
将细（0.1 mm左右）钨丝做成的灯丝（阴极）进行高温加热（2800K左右）后，会发射热电子，此时给相向设置的金属板（阳极）加以正高圧（1～30kV），热电子会汇集成电子束流向阳极，若在阳极中央开一个孔，电子束会通过这个孔流出，在阴极和阳极之间，设置电极并加以负电圧，能够调整电子束的电流量，在这个电极（被称为韦氏极）的作用下，电子束被细聚焦，最细之处被称为交叉点（Crossover)，成为实际的光源(电子源)，其直径为15～20μm。
以上说明的是最常用的热发射电子枪，此外还有场发射电子枪和肖特基发射电子枪等。
热发射电子枪的阴极除使用钨丝外，还使用单晶六硼化镧(LaB6)，LaB6由于活性很强，所以需要在高真空中工作。
2透镜的构造电子显微镜一般采用利用磁铁作用的磁透镜。
当绕成线圈状的电线被通入直流电后，会产生旋转对称的磁场，对电子束来说起着透镜的作用。
由于制作强磁透镜（短焦距的透镜）需要增加磁力线的密度，如图3所示，线圈的周围套有铁壳（轭铁），磁力线从狭窄的开口中漏洩出来，开口处被称作磁极片（极靴），经精度极高的机械加工而成。
扫描电子显微镜观测指南
扫描电子显微镜观测指南扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率显微镜，广泛用于材料科学、生物学、地质学等领域的观察和分析。
下面是一个扫描电子显微镜观测的指南，帮助你了解SEM的基本原理和使用方法。
1.基本原理：SEM通过向样品表面发射高速电子束，并在样品表面扫描，测量和记录来自样品的二次电子、反射电子和透射电子的信号，从而获取样品的表面形貌和成分信息。
2.样品制备：SEM观察的样品通常需要进行金属涂覆，以增加导电性，避免电荷积累和样品表面损伤。
常用的金属包括金、银、铜等。
制备样品时还要注意样品表面的清洁度和平整度，以确保SEM观察的准确性。
3.仪器准备：SEM使用前需要进行仪器的准备工作。
首先确保仪器与电源连接，打开真空系统并将真空度调节到合适的范围。
同时检查探针电压、电子束流强度和显微镜杆的位置调节，以确保仪器正常运行。
4.参数调节：SEM观察时，需要根据样品的性质和所需分辨率等要求，调整仪器的工作参数。
主要包括加速电压、工作距离、扫描速度、探针电流等。
不同样品可能需要不同的参数设置，选择合适的参数可以提高观察效果。
5.观察模式：SEM有不同的观察模式，根据所需观察的信息和样品性质选择合适的模式。
常用的模式包括二次电子成像（SEI）、反射电子成像（BEI）、透射电子成像（TEI）等。
不同模式观察到的信息各不相同，可以从不同角度对样品进行分析。
6.图像采集和处理：SEM观察到的图像通常以数字图像的形式保存。
采集过程中，可以调整亮度、对比度、增强图像细节等参数，以获得更好的图像质量。
采集到的图像可以保存、打印和进行分析处理，例如测量颗粒大小、分析元素成分等。
7.保养与维护：SEM是一种复杂的仪器设备，需要定期保养和维护。
使用后要及时清理样品台、杆筒、电子枪等部分，以保持仪器的干净和稳定。
同时，要定期检查和校准仪器的各项参数，确保仪器的正常运行。
扫描电子显微镜的使用注意事项
扫描电子显微镜的使用注意事项引言：扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种高度精密的科学仪器，被广泛应用于材料科学、生物医学、纳米技术等领域。
然而，为了确保SEM的正常运行和保障实验的准确性，注意事项是不可忽视的。
一、操作流程与安全1. 严格按照操控手册要求进行SEM的启动和关闭流程，切勿随意操作，以免对仪器造成损坏。
2. 在使用SEM时，务必佩戴安全眼镜、防护手套等个人防护装备，避免因意外事故带来的伤害。
3. 遵循仪器操作规程，不得将检视物体超出仪器最大承受范围，以防止镜头损坏或样本受损。
4. 长时间操作SEM时，需注意保持良好的姿势、适当休息和眼部保护，避免过度劳累或眼睛疲劳。
二、样本处理和准备1. 样本处理要彻底，确保无氧化物、尘埃等杂质存在，以免影响观察效果。
2. 样本尺寸大小要符合仪器规格，注意避免样本与仪器部件之间的接触，以免损坏或污染仪器。
3. 样本应均匀分布在样品台上，避免出现浓度过高或不均匀的现象，以确保观察结果准确性。
三、仪器参数设置1. 在选择显微镜放大倍数时，要根据具体样本来调整，避免低倍观察导致细节无法解析，或高倍观察造成扫描范围过小。
2. 做好电压和放大倍数的匹配，确保观察到的图像清晰度和分辨率最佳。
3. 调整电子束的对准和聚焦，保证电子束稳定、定位准确，避免扫描到错误的区域。
四、图像处理和分析1. SEM观察到的图像常常需要进行后期调整和分析，应注意不得对图像进行任意编辑和修改，以保持真实性。
2. 做好图像保存，避免因存储不当导致数据丢失，同时保护好已得到的数据，备份至不同的存储设备。
五、SEM维护与清洁1. 定期对SEM仪器进行检查和维护，及时发现并处理可能的故障和问题，保证仪器正常运行。
2. 仪器的清洁工作要轻柔、细致，使用专门的清洁布和溶剂，尽量避免对仪器部件造成损坏。
结语：在使用扫描电子显微镜时，合理安排使用流程、注意样本处理和仪器参数设置、做好图像保存以及仪器的维护与清洁，都是保障实验准确性和SEM长期稳定运行的关键。
SEM的原理及应用科普
SEM的原理及应用科普1. SEM简介扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称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的仪器。
与光学显微镜相比，SEM具有更高的分辨率和更大的深度。
SEM的工作原理基于电子束与样品的相互作用，通过测量电子束与样品之间的相互作用来获得样品的表面形貌和组成信息。
SEM广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域。
2. SEM的工作原理SEM通过加速电子束并将其聚焦到非常小的面积上，使电子束成为微观世界的“探针”，与样品表面进行相互作用。
当电子束与样品表面相互作用时，会发生多种现象，包括电子-电子散射、电子-原子核散射、二次电子发射等。
基于这些相互作用，SEM可以获得关于样品表面形貌和组成的详细信息。
SEM的工作原理可以简要概括为以下几个步骤： - 加速电子束：使用高压来加速电子束，使其具有较高的动能。
- 聚焦电子束：通过透镜系统将电子束聚焦到非常小的面积上，以增加分辨率。
- 扫描样品表面：通过扫描线圈或扫描电子束的方式，使电子束在样品表面上进行规律的扫描，从而获得整个样品的图像。
- 检测电子信号：当电子束与样品表面相互作用时，会发生多种电子信号的产生，包括二次电子、背散射电子等。
SEM通过探测这些电子信号来获得关于样品的信息。
- 图像处理和显示：SEM获得的电子信号经过处理和解析，最终转化为样品表面形貌和组成的图像。
3. SEM的应用领域SEM在各个科学领域都有广泛的应用。
3.1 材料科学在材料科学领域，SEM常被用来观察材料的微观结构和表面形貌。
SEM可以揭示材料的晶体结构、相界面、微观缺陷等信息，对于材料的研究和开发具有重要意义。
此外，SEM还可以进行能谱分析，获得材料的组成信息，提供辅助分析的数据。
3.2 生物学SEM在生物学领域的应用主要集中在生物样品的形态学研究方面。
通过SEM，可以观察到生物样品的细胞形态、细胞器的形貌以及细菌和病毒等微生物的形态特征。
操作手册扫描电镜使用方法说明书
操作手册扫描电镜使用方法说明书为了帮助用户准确并便捷地使用操作手册扫描电镜（以下简称SEM），本说明书详细介绍了SEM的使用方法。
请用户在使用前仔细阅读并按照说明书的步骤进行操作，以充分发挥SEM的功能和性能。
一、SEM简介操作手册扫描电镜（Scanning Electron Microscope）是一种常见的科学仪器，广泛应用于材料科学、生物科学、纳米技术等领域。
SEM通过扫描样品表面，并利用透射电子显微镜产生的信号进行成像，可以获得高分辨率的显微图像。
二、SEM的基本组成SEM主要由以下部件组成：电子枪、感应线圈、轴向磁透镜、扫描线圈、二次电子检测器、成像系统、显示器和控制系统等。
下面将逐一介绍各部件的作用和使用方法。
1. 电子枪电子枪是SEM的核心部件，负责产生高能的电子束。
在使用SEM 前，请确保电子枪处于正常工作状态。
操作时应避免碰触电子枪，以免造成损坏或伤害。
2. 感应线圈感应线圈用于控制电子束的尺寸和聚焦，用户可通过控制系统调整线圈来获得所需的电子束性能。
在操作过程中，需要根据实际要求进行相应的调节，以获得清晰的图像。
3. 轴向磁透镜轴向磁透镜用于进一步聚焦电子束，它可以通过控制磁场强度来改变电子束的聚焦效果。
用户可以通过控制系统进行调节，以提高图像的分辨率和对比度。
4. 扫描线圈扫描线圈负责控制电子束在样品表面上的扫描范围，用户可以通过控制系统设置扫描参数，如扫描速度和扫描线数等。
请确保设置合理的扫描范围，以充分观察样品的细节。
5. 二次电子检测器二次电子检测器用于检测被电子束激发后的次级电子，它能提供样品表面形貌信息。
在使用二次电子检测器时，保持探测器清洁，并根据需要进行灵敏度调节，以获取清晰的形貌图像。
6. 成像系统成像系统负责将电子束激发的信号转化为图像，用户可以通过控制系统来实时观察样品表面的形态。
在观察过程中，可以调整对比度、亮度和放大倍数等参数，以获得所需的图像效果。
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。
扫描电镜测试相关知识点总结
扫描电镜测试相关知识点总结扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描物体表面并获取显微图像的仪器。
相比于传统光学显微镜，扫描电镜可以提供更高的分辨率和放大倍率，可以观察到更为详细的细节结构。
以下是与扫描电镜测试相关的一些知识点总结：1.SEM的工作原理：扫描电镜利用电子枪产生的高速电子束照射样品表面，样品与电子束发生相互作用后产生的不同信号被探测器接收并转化为电信号，进而生成二维或三维显微图像。
2.SEM的分辨率：扫描电镜的分辨率受到电子束的精细程度、样品的尺寸和形状、探测器的性能等因素的影响。
一般情况下，扫描电镜的分辨率可达到亚纳米级别。
3.SEM的样品制备：由于扫描电镜对样品的表面必须是导电性的，并且要求样品表面干净，因此在进行SEM观察前需要对样品进行适当的处理。
常见的制备方法包括金属喷镀、碳喷镀、薄层沉积、低温冷冻破碎等。
4.SEM观察模式：扫描电镜观察样品时可采用不同的观察模式，包括二次电子显微镜（SEI）模式和反射电子显微镜（BEI）模式。
SEI模式观察到的图像反映了样品表面的形貌特征，而BEI模式则主要反映了样品的晶体结构信息。
5.SEM的探测器：SEM内常配备有不同类型的探测器，常见的有二次电子探测器（SE）和反射电子探测器（BSE）。
SE探测器主要用于观察样品表面形貌特征，BSE探测器则用于获得样品的元素分布和晶体结构信息。
6.SEM的配套设备：SEM通常还配备有能量散射谱仪（EDS）和电子背散射衍射仪（EBSD）等附属设备。
EDS可用于分析样品中不同元素的含量和分布情况，而EBSD则可用于分析样品的晶体取向和晶界性质。
7.SEM在材料科学领域的应用：扫描电镜在材料科学领域广泛应用于材料的微观表征和分析。
通过SEM可以观察到材料的孔隙结构、晶格形貌、晶粒尺寸和形态、裂纹和缺陷等细节结构信息，为材料设计和性能优化提供重要参考。
SEM扫描电子显微镜操作规范说明文
SEM扫描电子显微镜操作规范说明文SEM（扫描电子显微镜）是一种常见的高分辨率显微镜，广泛应用于材料科学、生物学、地质学等领域。
本文将为您介绍SEM的操作规范，帮助您正确使用SEM，获得高质量的样品图像。
一、安全操作1.佩戴个人防护装备：在操作SEM之前，应佩戴实验室规定的个人防护装备，例如实验服、手套、护目镜等，以确保安全。
2.保持干燥环境：SEM是高真空设备，使用时需要保持室内环境干燥，避免水分对设备产生不良影响。
3.勿使用金属工具：在样品处理和放置过程中，勿使用金属工具接触样品或设备内部，以避免对设备或样品造成损坏。
4.定期检查连接线缆：定期检查SEM的连接线缆，确保连接牢固，避免因松动或接触不良导致设备故障。
二、SEM操作流程1.准备样品a) 样品准备：选择合适的样品，并将其切割成适当大小，确保样品表面光洁、无杂质。
b) 抗静电处理：对于易产生静电的样品，应进行抗静电处理，例如使用离子风枪等设备进行处理。
2.样品安装a) 选择合适的支持物：选择适当的样品支持物，例如SEM样品台、电子传导胶带等，确保样品牢固固定在支持物上。
b) 样品安装：将样品小心地放置在样品台上，确保样品与支持物之间无间隙，避免样品在观察过程中的移动。
3.真空系统a) 真空抽取：打开真空阀门及抽气泵，将SEM内部建立所需真空度，一般情况下需抽取至10^-5 Pa 左右。
b) 真空监测：SEM操作过程中，要定期监测真空度，确保操作条件符合要求，并及时进行调整。
4.操作参数设置a) 电子束参数：根据样品类型和所需观察效果，设置适当的电子束电流、加速电压等参数，以获得清晰的样品表面图像。
b) 工作距离：根据样品类型和所需观察效果，调整电子枪的工作距离，以获得所需的焦距和深度。
5.观察与图像获取a) 标定：在开始观察前，进行系统标定，以保证SEM的精确度和准确度。
b) 焦点调整：调整样品的焦点位置，确保所观察到的图像清晰、细节丰富。
sem的基本原理和应用
SEM的基本原理和应用一、SEM的基本原理扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种电子显微镜，利用束缚电子的相互作用原理，通过扫描样品表面来获取样品的形貌和成分信息。
SEM具有高分辨率、大深度和大视场等特点，因而广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。
SEM的基本原理主要包括以下几个方面：1.电子束发射：SEM通过电子枪产生高能电子束，并通过电子光学系统将电子束聚焦到样品表面。
电子束经过聚焦后呈现高度的准直性和较小的波动。
2.显微镜枪柱：SEM的显微镜枪柱结构由电子枪、准直系统和对比度系统组成。
其中，电子枪产生电子束，准直系统用于控制电子束的聚焦和准直，对比度系统可调节电子束的亮度。
3.扫描线圈：扫描线圈是SEM中的重要组成部分，它用来控制电子束的扫描作用。
扫描线圈能使电子束在样品表面上进行逐点扫描，从而获取样品的形貌和成分信息。
4.信号检测：SEM通过信号检测系统来接收和处理样品表面反射、散射或放射出的不同信号。
主要包括：二次电子检测系统、反射电子检测系统和透射电子检测系统。
二、SEM的应用SEM作为一种非常重要的表征工具，在各个领域都有广泛的应用。
2.1 材料科学SEM在材料科学中起着至关重要的作用。
它可以用来观察材料的微观形貌、晶体结构等信息，帮助科研人员分析材料的性能和性质。
另外，通过SEM还可以进行能谱分析、显微X射线衍射等技术的结合，实现对材料的全面表征。
2.2 生物学在生物学研究中，SEM可以用来观察生物样品的形态结构，如细胞形态、胞器结构等。
通过SEM观察到的生物样品形貌图像能够为研究者提供很多信息，有助于对生物样品的研究和分析。
2.3 纳米技术SEM在纳米技术研究中的应用也越来越广泛。
由于SEM具有高分辨率和大深度的特点，它可以用来观察纳米材料的表面形貌、纳米颗粒的分布情况等。
此外，通过SEM还可以进行纳米材料的尺寸分析和形状分析，提供数据支持。
012扫描电子显微镜操作规程
012扫描电子显微镜操作规程扫描电子显微镜（SEM）是一种非常强大的显微镜，可以提供高分辨率的表面图像。
为了确保SEM的正确操作和保持仪器的性能，以下是SEM 的操作规程：1.准备工作-首先，检查SEM仪器，确保所有部件都正常工作，并且真空系统正常工作。
-打开SEM软件，并设置所需的参数，例如加速电压、工作距离、探测器类型等。
-准备样品，确保样品是干燥的，卫星，引线等应该被裁剪掉，以免影响SEM的像质。
2.开始操作-打开真空系统，等待真空度达到所需的数值。
-将样品安装在样品台上，并用导电胶或导电碳粉将样品固定在样品台上。
-将样品台放入SEM仪器，然后封闭仪器的门，开始真空抽气。
-在真空达到所需数值后，调整加速电压和工作距离，直到获得清晰的图像。
-调整探测器和信号放大器以获得最佳的信号对噪声比。
-通过移动样品台或调整光斑位置来选择不同的观察区域。
3.结束操作-在使用完SEM后，关闭真空系统，并将所有参数恢复到默认设置。
-将样品台从SEM仪器中取出，并将样品从样品台上取下。
-清洁样品台和SEM仪器，确保仪器干净并存放在适当的位置上。
-记录SEM操作的所有参数和图像，以备后续分析和比较。
4.安全注意事项-在使用SEM时，应穿戴适当的个人防护装备，如实验服、手套和护目镜。
-不要在不了解SEM仪器操作规程的情况下使用SEM，以免造成设备损坏或人身伤害。
-在使用SEM时，不要将手指或其他物体放入SEM仪器中，以免危及人身安全。
总之，正确操作SEM仪器是非常重要的，不仅可以确保SEM仪器的正常运行，还可以获得高质量的表面图像。
遵循以上SEM操作规程并注意安全事项，可以提高SEM操作的效率和安全性。
物理实验技术中的扫描电子显微镜使用技巧
物理实验技术中的扫描电子显微镜使用技巧扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种重要的物理实验技术，被广泛应用于材料科学、生物医药、化学以及纳米技术领域。
它通过利用电子束与样品相互作用的原理，可以观察到高分辨率、高放大倍数下的样品表面形貌和表面组成。
然而，SEM的使用并不仅仅是安装好设备就能开始观察样品的过程，下面，我将分享一些在SEM使用中的技巧和注意事项。
首先，正确操作设备非常重要。
在启动SEM之前，需要先检查设备的各个部件是否正常工作，包括电子束的对准、真空系统和检测器等。
特别是对于真空系统，确保其良好的密封是保证SEM正常运行的关键。
在样品加载之前，需要先开启真空泵以排除系统内的气体。
同时，检查电子枪和漏斗是否正确对准，这样可以保证电子束的准确聚焦以及向样品表面的正确定位。
其次，样品的准备也是影响SEM结果的关键因素之一。
在样品放置之前，需要注意样品的尺寸和形态，以保证SEM的可观测区域能够容纳样品，并且不会产生遮挡或信号质量下降的问题。
对于材料样品，常常需要先制备成固定形状，以便在SEM中更好地观察。
一般情况下，首先将样品进行表面处理，如去除杂质、平整表面等。
接下来，可以选择一些导电性良好的涂层材料，如金、铂等，使样品具备良好的导电性，以便电子束的扫描和检测信号的获取。
在SEM观察过程中，需要注意调整加速电压和曝光时间。
加速电压是指电子束在加速的过程中所受到的电场力作用，它会对SEM观察结果产生重要影响。
一般情况下，较低的加速电压可以提供更高的表面分辨率，但会牺牲透射能力。
因此，在实验中需要权衡二者之间的关系，选择适当的加速电压。
曝光时间则决定了样品在电子束扫描下接受的电子数量，过长或过短的曝光时间都可能导致图像质量下降。
因此，在每次观察之前，需要对曝光时间进行优化，以获取高质量的SEM图像。
此外，在SEM使用过程中，需要注意减少样品受到的辐射损伤。