扫描电镜发展

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扫描电镜技术原理及应用

扫描电镜技术原理及应用摘要: 扫描电镜一种新型的多功能的，用途最为广泛的电子光学仪器。

数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中，促进了各有关学科的发展。

关键词：扫描电镜;应用1938 年德国的阿登纳制成了第一台扫描电子显微镜，1965 年英国制造出第一台作为商品用的扫描电镜，使扫描电镜进入实用阶段。

近 20 年来，扫描电镜发展迅速，多功能的分析扫描电镜（即扫描电镜带上能谱仪、波谱仪、荧光仪等）既能做超微结构研究，又能做超微结构分析，既能做定性、定量分析、又能做定位分析,具有景深大，图像富有立体感，分辨率高，图像放大倍数高，显像直观，样品制备过程相对简单，可连接EDAX（X-射线能谱分析仪）进行微区成分分析等特点，被广泛应用于生物学、医学、古生物学、地质学、化学、物理、电子学及林业等学科和领域［1-2］。

1扫描电镜的工作原理与技术特点1.1 扫描电镜的工作原理扫描电镜( SEM) 的工作原理是由电子枪发射出来直径为50μm（微米）的电子束，在加速电压的作用下经过磁透镜系统会聚，形成直径为5nm（纳米）的电子束，聚焦在样品表面上，在第二聚光镜和物镜之间偏转线圈的作用下，电子束在样品上做光栅状扫描，同时同步探测入射电子和研究对象相互作用后从样品表面散射出来的电子和光子，获得相应材料的表面形貌和成分分析［3］。

从材料表面散射出来的二次电子的能量一般低于50 eV，其大多数的能量约在2 ～ 3 eV。

因为二次电子的能量较低，只有样品表面产生的二次电子才能跑出表面，逃逸深度只有几个纳米，这些信号电子经探测器收集并转换为光子，再通过电信号放大器加以放大处理，最终成像在显示系统上。

扫描电镜工作原理的特殊之处在于把来自二次电子的图像信号作为时像信号，将一点一点的画面“动态”地形成三维的图像。

1.2 扫描电镜的技术特点［4］扫描电子显微镜测试技术特点主要有:( 1) 聚焦景深大。

扫描电子显微镜的聚焦景深是实体显微镜聚焦景深的50倍，比偏反光显微镜则大500 倍，且不受样品大小与厚度的影响，观察样品时立体感强。

2024年扫描电镜市场环境分析

2024年扫描电镜市场环境分析摘要本文对扫描电镜市场的环境进行了分析。

分析了扫描电镜市场的规模、增长趋势、主要竞争对手等因素，并提出了对扫描电镜市场未来发展的展望。

1. 引言扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种能够高分辨率地观察和研究样品表面形貌和成分的仪器。

随着科技的发展和应用领域的扩大，扫描电镜市场的规模逐渐增大。

本文将对扫描电镜市场的环境进行详细分析。

2. 市场规模根据市场调研数据显示，扫描电镜市场在过去几年里呈现出稳定增长的趋势。

2020年，全球扫描电镜市场规模达到X亿美元，预计到2025年将增长到X亿美元。

扫描电镜市场的规模增长主要受到以下因素的影响：•科学研究领域对高分辨率成像需求的增加；•航空航天、电子、材料科学等行业的发展带动了扫描电镜的需求；•扫描电镜技术的不断创新和改进。

3. 市场增长趋势扫描电镜市场在未来几年有望继续保持稳定增长的趋势。

以下是对扫描电镜市场未来增长趋势的预测：3.1 新兴应用领域的快速增长随着科技的发展，扫描电镜在生物医学、纳米材料、新型能源等新兴应用领域得到越来越广泛的应用。

这些新兴应用领域的快速增长将为扫描电镜市场带来新的机遇。

3.2 技术的不断创新和突破扫描电镜技术的不断创新和突破将进一步推动市场的增长。

例如，新的探测器技术、更高分辨率的成像、更快的数据处理速度等技术的引入将提升扫描电镜的性能和功能。

3.3 云计算和人工智能技术的应用云计算和人工智能技术的应用将为扫描电镜市场带来新的机遇和挑战。

通过云计算和人工智能的支持，扫描电镜可以实现更高效的数据处理和分析，提高工作效率和准确性。

4. 主要竞争对手扫描电镜市场存在着激烈的竞争。

以下是主要的竞争对手：•FEI公司：是全球最大的扫描电镜制造商之一，产品线广泛，技术实力强。

•JEOL公司：是另一家知名的扫描电镜制造商，产品在市场上具有较高的知名度和市场占有率。

扫描电镜成像技术的应用前景

扫描电镜成像技术的应用前景扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高度精密的显微镜，它通过离子束或电子束扫描样本表面并探测出材料的反射及散射电子而形成图像。

该技术在科学研究、制造业、轻工业等领域有广泛的应用。

本文将从三个方面阐述扫描电镜成像技术的应用前景。

一、材料科学领域随着科学技术的不断发展，材料科学也随之得到了极大的发展。

扫描电镜成像技术已经成为材料科学理解、发现和设计新型材料的重要工具。

这种技术可以帮助人们更清晰地了解材料的内部结构和表面细节，从而加深对其结构与性能之间复杂关系的理解。

因此，扫描电镜成像技术被广泛应用于材料研究领域，特别是在金属材料、高分子材料、纳米材料等方面。

例如，扫描电镜成像技术被广泛应用于金属材料研究，其中最为典型的是对金属的晶粒结构进行观察。

金属的层片结构是由于晶粒沿一个方向固定排列而形成的，而扫描电镜成像技术可以非常清晰地显示出这种结构，并进一步揭示晶界、晶粒取向和形貌等信息。

这些信息对于研究金属的强度、塑性、腐蚀和疲劳行为等方面非常重要，并可以指导设计新的金属合金。

除了金属材料之外，扫描电镜成像技术在高分子材料和纳米材料研究上也有着广泛的应用。

它可以帮助材料研究人员研究高分子材料的微观结构，在有限的空间内探究纳米材料内部的结构、形貌、尺寸和特性等关键信息。

二、生物学领域扫描电镜成像技术在生物学领域的应用也非常广泛。

它可以为研究细胞、器官和生物体表面结构提供非常清晰清晰的显微图像。

随着生物学领域向越来越微观和化学方向的研究，对于生物样品的成像需求也越来越高。

扫描电镜的精度和灵敏度在这方面为很多生物学家提供了巨大的帮助。

例如，扫描电镜成像技术可以用来研究细胞的表面形态。

它可以显示出细胞表面的三维结构，增强不同单元结构的分辨率，如显微酵母和真菌菌丝体。

此外，扫描电镜成像技术还可以用于研究生物质在细胞膜表面的分布情况，研究生物组织中的血管系统和毛细血管网络，以及研究骨胶原、蛋白质和葡萄糖高分子在组织中分布的情况。

扫描电镜的应用及发展

扫描电镜的新发展陈散兴扫描电镜的原理扫描电镜( Scanning Electron Microscope, 简写为SEM) 是一个复杂的系统, 浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。

成像是采用二次电子或背散射电子等工作方式, 随着扫描电镜的发展和应用的拓展, 相继发展了宏观断口学和显微断口学。

扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小( 直径一般为1-5 nm)的电子束(相应束流为10- 11-10- 12A)。

在末级透镜上方扫描线圈的作用下, 使电子束在试样表面做光栅扫描( 行扫+ 帧扫)。

入射电子与试样相互作用会产生二次电子、背散射电子、X 射线等各种信息。

这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变( 这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等等) , 将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号, 再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度, 就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图像。

如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字信号,就可以由计算机做进一步的处理和存储。

扫描电镜主要是针对具有高低差较大、粗糙不平的厚块试样进行观察, 因而在设计上突出了景深效果, 一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面。

扫描电镜的主要特征如下:( 1) 能够直接观察大尺寸试样的原始表面;( 2) 试样在样品室中的自由度非常大;( 3) 观察的视场大;( 4) 图像景深大, 立体感强;( 5) 对厚块试样可得到高分辨率图像;( 6) 辐照对试样表面的污染小;( 7) 能够进行动态观察( 如动态拉伸、压缩、弯曲、升降温等) ;( 8) 能获得与形貌相对应的多方面信息;(9) 在不牺牲扫描电镜特性的情况下扩充附加功能, 如微区成分及晶体学分析。

近代扫描电镜的发展主要是在二次电子像分辨率上取得了较大的进展。

但对不导电或导电性能不太好的样品还需喷金后才能达到理想的图像分辨率。

中国扫描电子显微镜的发展历史

中国扫描电子显微镜的发展历史1、1965年，中国科学院科学仪器厂设计研制我国第一台DX-2型透射式电子显微镜。

2、1975年，中国科学院科学仪器厂自行研制成功电子显微镜DX-3型，主要指标达当时国际先进水平。

1978年获全国科学大会一等奖。

3、1977年7月，上海新跃仪表厂完成SMDX-1P型微区分析扫描电镜。

4、1977年，中国科学院科学仪器厂研制成功X-3F双道X射线光谱仪。

与DX-3扫描电镜匹配，发展为DX-3A分析扫描电镜。

获1978～1979年中国科学院重大科技成果一等奖。

5、1978年，上海新跃仪表厂鉴定台式TSM-1型扫描电镜（30nm，17kV），获上海市重大科技成果奖及1983年国家经济委员会颁发的优秀新产品证书。

6、1979年，云南大学物理系自行设计研制的YWD-1A型扫描电镜。

7、1979年，江南光学仪器厂于完成DXS-1小型扫描电镜。

8、1980年，中国科学院科学仪器厂研制成功DX-5型扫描电镜，获中国科学院1986年科技进步奖。

9、1982年，上海第三分析仪器厂生产400型台式扫描电镜。

10、1983年，江南光学仪器厂完成DXS-X2 普及型分析扫描电镜。

获南京市科技进步二等奖。

11、1983年，中国科学院科学仪器厂从美国Amray公司引进微机控制、分辨本领6nm，功能齐全的Amray-1000B扫描电镜生产技术。

12、1985年，中国科学院科学仪器厂生产了KYKY-1000B 扫描电镜，共生产100台。

获1988年国家科技进步奖二等奖，并列为我国1979～1988年重大科技成果。

13、1985年，上海新跃厂完成DXS-10普及型扫描电镜，获1985年上海市优秀新产品奖二等奖。

14、1987年，中国科学院科学仪器厂实现了Amray-1000B扫描电镜国产化。

制成了大试样室，及背反射电子探测器，可获得元素成分分布图像。

配备了低温试样台（-170℃～＋18℃连续可调，冷刀可断裂试样，适于观察生物及含水试样）和试样拉伸台。

扫描电子显微镜的早期历史和发展趋势

扫描电子显微镜的早期历史和发展趋势扫描电子显微镜（SEM）的基本原理在20世纪30年代到40年代初由Knoll, 德国的von Ardenne和美国的Zworykin，Hillier等人确立。

扫描电镜的研究在英国剑桥大学电机工程学系Charles Oatley博士学位的一系列项目中复苏。

在剑桥大学的McMullan和Smith的早期研究之后，SEM的第一次产业应用在加拿大纸浆和造纸研究所实现。

不久之后，在美国的Westinghouse，SEM被应用于集成电路，并在英国和日本实现了扫描电镜的商业化。

截至目前，SEM及其他显微和微分析技术在世界范围内发展，并被应用于越来越多的领域。

关键词：扫描电子显微镜（SEM），成像技术，表面形貌，成分衬度，电子通道花样（ECP），电子背散射花样（EBSP）。

Oatley描述了SEM早期历史和直至其第一次商业化的发展状况。

第一台商业SEM在英国和日本制造。

SEM的历史也被许多作者描述过。

商用SEM性能的提高和操作的简便已经很出色并有望继续进步。

Knoll用仪器得到了四个非常重要的实验结果：(i)他从固态多晶样品中得到了样品的吸收电流像.(ii) 这张照片显示的晶粒间取向依赖衬度是由电子穿隧效应的对比差异引起的。

（iii）他测量了不同材料的二次电子（SE）加背散射电子(BSE)系数是入射电子能量E0的函数，并且证明当SE+BSE系数为1时，有第二个交叉点，此时E0约为。

样品的充电最小化并且保持稳定。

(iv)根据一个早期关于定量电压衬度的译文，测量了束电子对非导电颗粒充电后颗粒的电势。

Figure 3 是由von Ardenne提出的产生二次电子的电子散射模型，模型表明初始束展宽；大角度散射；扩散；BSE逃逸以及每个阶段的二次电子激发。

他提出了两种高分辨率SE图像。

第一种（现在称为SE-I图像的详细讨论见Peters）E0等于数十电子伏，此时电子的穿透深度（几个微米）比二次电子的逃逸深度大很多倍（几个纳米）。

SEM扫描电镜

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
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
电子枪
信号收集及显示系统
显微镜的历史
大约在400年前（1590年），由荷兰科学家
杨森和后来的博物学家列文虎克发明和完
善的显微镜，向人们揭示了一个陌生的微
观世界，他们是开辟人类显微分析的始祖。
早期的显微镜以玻璃镜片做透镜，使用可见光
为光源，所以人们把它称为光学显微镜。现在，最好的光学显微镜可以达到1500倍的放大倍数。
早期的光学显微镜
SEM简介
SEM原理 I
SEM原理 II
SEM示意图
SEM检测原理
SEM中的三种主要信号
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。
•1939 - First EM built in North America by James Hillier and Albert Prebus at the University of Toronto
Dr. Prebus
电子显微镜发展史回顾
1986年诺贝尔将委员会把物理奖的一半颁发给E.Ruska:”为了他在电子光学基础研究方面的贡献和设计出第一台电子显微镜.” Ruska-1928-1930用磁透镜将金属网放大13倍实现电子显微成像。 (柏林高工） 1930-1933 与Von Borries 制造了第一台电子显微镜。（西门子） M.RÜdenberg-1931.5.28向德、法、英等国申请电子显微镜专利（凭理论推测），1932年12月和1936年10月获得法、英的批准， 1953年获得西德的批准。电子显微镜一词首先出现在RÜdenberg 的专利中 1956年Menter得到酞氰铂和酞化氰铜的点阵平面条纹像（1纳米）。 1967年Allpress和Sanders得到分辨率为0.7纳米的氧化物的像。 1971年Iijima高分辨观察到氧化铌中金属原子的分布（~0.3纳米），标志高分辨像与晶体结构对应关系的产生。

探究扫描电镜

探究扫描电镜扫描电镜的发展背景电子显微镜技术是显微技术的一个重要分支，是一门现代化的显微技术。

显微技术的核心是显示肉眼所不能直接看到的物质的手段问题，准确地说是显微仪器。

光学显微仪器种类较多，如生物显微镜、体视显微镜、倒置显微镜、偏光显微镜等等。

借助这些仪器我们能直接看到各种细菌、动植物的细胞及其内部更细微的结构。

光学显微镜的分辨率最高只能达到200nm，有效放大倍率为1000-2000 倍。

如果研究比200nm更小的结构，如物质的分子、原子等。

光学显微镜便无能为力了。

于是，科学家就发明了电子显微镜，简称电镜(electron microscopyEM)，它是利用电子束对样品放大成像的一种显微镜，包括扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电镜(transmission electron microscope,TEM)两大类型，其分辨率最高达到0.01nm，放大倍率达80 万-100万。

借助这种电镜我们能直接看到物质的超微结构。

二、扫描电镜的工作原理和结构1、工作原理扫描电镜的工作原理如下图所示。

由电子枪发射出来的电子束在加速电压的作用下经过磁透镜系统会聚，形成直径为5nm的电子束，聚焦在样品表面，在第二聚光镜和物镜之间的偏转线圈的作用下，电子束在样品上做光栅状扫描，电子和样品相互作用，产生信号电子。

这些信号电子经探测器收集并转换为光子，再通过电信号放大器加以放大处理，最终成像在显示系统上。

扫描电镜的工作原理与光学显微镜或透射电镜不同：在光学显微镜和透射电镜下，全部图像一次显出，是“静态”的；而扫描电镜则是把来自而二次电子的图像信号作为时像信号，将一点一点的画面“动态”地形成三维的图像。

扫描电镜可分为五个主要组成部分：电子束会聚系统、样品室、真空系统、电子学系统和显示部分。

肝帝；电寸■巨J-网3工电手束会球瘀逢音H而；急氏I（1）电子束会聚系统此系统由3部分组成，即电子枪、磁透镜、扫描线圈等电子枪采用发夹式热发射钨丝栅极电子枪，所用的加速电压一般0.5〜30kv。

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。

扫描电镜技术在材料科学中的应用前景展望

扫描电镜技术在材料科学中的应用前景展望材料科学是现代工程制造、能源开采、生命科学等众多领域不可或缺的学科，而材料科学的发展又和材料微结构的研究密切相关。

如何对材料进行微观结构的观测和分析，以便更好地了解材料性质和改善材料性能，是一项关键性的技术。

在这方面，扫描电镜技术被广泛应用于材料科学领域中。

一、扫描电镜技术的介绍扫描电镜是利用电子束和样品之间的相互作用，形成高分辨率图像的一种电子显微技术。

传统电子显微镜只能获得样品的透射像，对于观测表面形貌和表面成分分布起不了作用。

而扫描电镜的电子束在扫描样品表面时，形成反射电子和散射电子，并采集这些电子的信号形成图像。

通过调节不同的电子束参数，扫描电镜能够获得材料的表面形貌、内部结构、化学组成等详尽信息，对于材料微观结构的观测起着非常重要的作用。

扫描电镜技术的主要优势在于具有非常高的分辨率，可观测到极小尺寸的微观结构，并能够进行三维重建等进一步分析。

此外，扫描电镜技术还能够进行成分分析，并可通过扫描透射电镜、电子能谱等技术进一步深入研究。

二、应用于材料科学中的扫描电镜技术扫描电镜技术在材料科学领域中广泛应用于各种材料的表面形貌观测、微观结构分析和元素分析等。

以下列举几种常见的例子：1. 金属材料的微观结构金属材料的微观结构对于材料的力学性质和表面光学性质等起着至关重要的作用。

扫描电镜技术可以观测到金属材料表面的成分分布和晶体形貌，并可以在不同倍数下观察到晶界、孔隙和裂纹等缺陷。

此外，扫描透射电镜与电子能谱等技术，还可以进行深入的晶体结构、原位变形以及局部应力和形貌的研究。

2. 纳米材料和表面涂层的成分分析传统的成分分析技术很难对于表面和微纳米结构进行准确分析，而扫描电镜技术通过搭载电子能谱和X射线能谱等技术，能够准确获取纳米结构和表面涂层的成分分布，并在不同区域进行区分。

此外，扫描电镜技术还可以通过原位实验，研究纳米结构的形变及变化规律等。

3. 碳纤维等复合材料的表面形貌和组织结构复合材料的微观结构和成分分布直接影响材料的物理、力学和化学性质。

第五章扫描电子显微镜

(3)扫描线圈其作用是提供入射电子束在样品表面上以及阴极射线管内电子束在荧光屏上的同步扫描信号。 (4)样品室扫描电子显微镜的样品室空间较大，一般可放置φ20×10mm的块状样品。 2．信号收集和显示系统信号收集和显示系统包括各种信号检测器，前置放大器和显示装置，其作用是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，最后在荧光屏上得到反映样品表面特征的扫描图像。
(7)试样受损伤和污染程度较小（相对透射电镜而言）。由于电子探针电流小，电子束直径小。电子能量也小（加速电压50kV以下），而且在样品表面上作光栅状扫描，不固定照射，因电子束照射而发生试样损伤和污染的程度较小，这对生物试样比较重要的。 (8)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。
5—5 样品制备
扫描电子显微镜的最大优点之一是样品制备方法简单，对金属和陶瓷等块状样品，只需将它们切割成大小合适的尺寸，用导电胶将其粘贴在电镜的样品座上即可直接进行观察。对颗粒及细丝状样品，应先在一干净的金属片上涂抹导电涂料，然后把粉末样品贴在上面，或将粉末样品混入包埋树脂等材料中，然后使其硬化而将样品固定。若样品导电性差，还应加覆导电层。
δC > δ A > δ B
或，
iSC > iSA > iSB
如图 (b)，结果在荧光屏或照片上得到的图像中可以看到，C 小刻面的像比A和B 都亮，B刻面最暗。
扫描电子显微镜的分辨率是通过测定图像中两个颗粒(或区域)间的最小距离来确定的。测定的方法是在已知放大倍数(一般在10万倍)的条件下，把在图像上测到的最小间距除以放大倍数所得数值就是分辨率。扫描电子显微镜的分辨率除受电子束直径和调制信号伪类型影响外，还受样品原子序数、信噪比、杂散磁场、机械振动等因素影响。样品原子序数愈大，电子束进入样品表面的横向扩展愈大，分辨率愈低。噪音干扰造成图像模糊；磁场存在改变了二次电子运动轨迹，降低图像质量；机械振动引起电子束斑漂移，这些因素的影响都降低了图像分辨率。

扫描电镜原理和应用

14
扫描电镜工作原理
二次电子成像原理
•
由电子枪发射的能量为535keV的电子，以其交叉斑作为电子源，经聚焦缩小后形成具有一定能量、强度和直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下在试样表面做栅网式扫描。电子束与试样作用产生的二次电子的量随试样表面形貌而变，二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经处理后得到反应试样表面形貌的二次电子像
2013-8-14
DCEC Confidential
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扫描电镜工作原理
电子束与固体样品相互作用
Auger electron
transmission electron
2013-8-14 DCEC Confidential 10
扫描电镜工作原理
电子束与固体样品相互作用
二次电子
2013-8-14
DCEC Confidential
Charles Oatley
2013-8-14 电子显微镜下的蚊子
DCEC Confidential
4
扫描电镜工作原理
光学显微镜的局限性分辨率——能分辨开来的物面上的两点的距离（最小分辨距离），它是与放大倍数无关的。
d 0.61
d: 分辨距离，mm； λ: 入射波长，mm； n: 透镜折射率；
Max Knoll(1897-1969)
Ernst Ruska(1906-1988)
电子显微镜的分辨率可以达到纳米级(10-9nm)。可以用来观察很多在可见光下看不见的物体,例如病毒。
2013-8-14
DCEC Confidential
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电镜发展历史
1952年，英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电子显微镜(SEM)。

2024年扫描电镜市场前景分析

2024年扫描电镜市场前景分析简介扫描电镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种利用电子束扫描样品并通过样品表面产生的二次电子信号来生成图像的仪器。

扫描电镜具有高分辨率、高放大倍数和高表面灵敏度等优点，被广泛应用于物质科学、生命科学和材料科学等领域。

本文将对扫描电镜市场进行前景分析。

市场需求随着科技的不断发展，对微观世界的认知需求不断增加，扫描电镜作为观察微观结构的重要工具，其市场需求也随之增长。

以下是扫描电镜市场的主要需求驱动因素：1.研究领域的拓展：扫描电镜广泛应用于材料科学、生命科学、地质学和电子学等领域，随着这些领域的不断发展，对扫描电镜的需求也在增加。

2.产业发展需求：扫描电镜在产品质量控制、制造工艺优化和故障分析等方面具有重要作用，各行业对扫描电镜的需求也在不断增长。

3.研究成果的转化：随着科研成果的不断取得，一些新技术的商业化转化也需要依靠扫描电镜进行分析和验证，这为扫描电镜市场带来了机会。

市场发展趋势扫描电镜市场在近年来呈现出以下几个发展趋势：1.技术进步：随着电子技术和图像处理技术的不断发展，扫描电镜的分辨率不断提高，成像效果更加清晰，使其在科研领域和产业应用中具有更大的竞争优势。

2.多功能集成：市场上出现了越来越多的多功能扫描电镜，可以满足不同领域的需求。

例如，透射电子显微镜和扫描隧道电子显微镜的结合，使得扫描电镜的应用范围更广泛，市场需求更多样化。

3.自动化和智能化：随着自动化技术和人工智能技术的发展，扫描电镜的操作和分析变得更加简便和智能化，提高了工作效率和数据准确性。

4.小型化和便携化：随着技术的不断进步，扫描电镜体积不断减小，重量也不断降低，便于在实验室和野外进行使用。

市场竞争格局目前，全球扫描电镜市场主要由少数大型公司垄断，例如日本的日本电子（JEOL）和美国的泰凌（Thermo Fisher Scientific）等。

这些公司凭借其技术实力和品牌影响力在市场上占据主导地位。

扫描电镜的趋势范文

扫描电镜的趋势范文近年来，随着科技的不断进步和扫描电子显微镜（ScanningElectron Microscope, SEM）的应用越来越广泛，扫描电镜技术也在不断发展和改进。

下面将从分辨率的提高、成像速度的增加、样品制备的简化和多功能性的发展等方面，介绍扫描电镜的趋势。

首先，随着扫描电镜技术的发展，其分辨率不断提高。

分辨率是指显微镜镜头能分辨的最小距离，也是衡量显微镜性能的重要指标。

目前，扫描电镜的分辨率已经达到亚纳米级别，甚至能够实现原子级别的分辨。

这使得扫描电镜在纳米科技、材料科学、生物医学等领域发挥重要作用。

其次，扫描电镜的成像速度也在不断提高。

传统的扫描电镜在大范围成像时，需要通过像素点逐一扫描，因此成像速度较慢。

但随着技术的进步，扫描电镜中的探测器阵列得到改进，能够同时获取多个像素点的信息，并进行并行处理，从而大大增加了成像速度。

这种快速成像技术的发展，有望使扫描电镜在实时观察生物体和动态过程中的应用更加广泛。

此外，样品制备的简化是近年来扫描电镜的另一个重要趋势。

传统的扫描电镜样品制备过程繁琐，需要进行薄片的制备和金属镀膜等步骤。

而现在，一些新型的扫描电镜已经可以直接观察未经处理的生物样品和大尺寸的材料样品。

这种直接观察样品的技术不仅减少了制备过程的时间和成本，同时还能保留样品的原始形态和结构。

综上所述，扫描电镜的发展呈现出分辨率提高、成像速度增加、样品制备简化和多功能性发展等趋势。

这些发展不仅推动了科学研究的进展，也为纳米科技、材料科学和生物医学等领域提供了更加可靠和高效的工具。

相信随着技术的不断创新和突破，扫描电镜的应用前景将更加广阔。

SEM-扫描电子显微镜简介

察和微区元素成分分析。装上不同类型的试样台和检测器可以直接观察处于不同环境（加热、冷
却、拉伸等）中的试样显微结构形态的动态变化过程（动态观察）。
2019/4/27
五、SEM样品制备
样品制备特点： 1.可以观察大尺度的样品，从毫米到厘米尺寸的样品都可以观察 2.成块样品不用制成超薄切片，样品制备方法要简单得多 3.特别适合于细胞表面和组织表面特征信息的研究
中型电镜。 1975年，中国科学院北京科学仪器厂成功试制了第一台DX-3型
扫描电镜，分辨率为10nm，填补了我国扫描电镜的空白。
2019/4/27
二、SEM结构与工作原理
JSM-6700F场发射扫描电组成： (1)电子光学系统（镜筒） (2)扫描系统 (3)信号收集和图像显示系统 (4)真空系统 (5)电源系统
0.88PMN-0.12PT透明陶瓷的断面SEM照片
2019/4/27
SEM在材料和冶金工业的应用
• 应用范围很广，包括断裂失效分析、产品缺陷原因分析、镀层结构和厚度分析、涂料层次与厚度分析、材料表面磨损和腐蚀分析、耐火材料的结构与蚀损分析等等。
材料拉伸测试
2019/4/27
SEM观察生物样本
独居蜂幼虫
撒克逊黄蜂的颚齿
哥布林蜘蛛
2019/4/27
谢谢观看
2019/4/27
扫描电镜 SEM
(Scanning Electron Microscope)
2019/4/27
目录：
1.SEM的发展历程 2.SEM的结构与工作原理 3.SEM的特点 4.SEM的样品制备
5.SEM的应用
2019/4/27
一、SEM的发展历程（1）
1924年，法国科学家De.Broglie证明任何粒子在高速运动时都会发射一定波长的电磁辐射。

扫描电镜

光学显微镜
目视、摄影、电视显微镜普通光、荧光、红外光、激光显微镜偏光、相衬、微分干涉显微镜
电子显微镜是以电子束作为光源、电磁场作透镜、具有高分辨率和放大倍率的显微镜。电镜通过收集、整理和分析电子与样品相互作用产生的各种信息而获得物体的形貌和结构等。电镜的类型也是利用电子信号的不同和成像的不同而进行的。
右图是酵母线粒体核糖体的结构图示，与细菌核糖体(蓝色)和哺乳动物线粒体核糖体(红色)有类似的一些特性，但是有些特征只有在酵母中存在(黄色)。
扫描电镜的类型
典型的扫描电镜扫描隧道��
原子力�� 扫描探针�� 磁力�� 化学力��
扫描电镜的类型
环境扫描电镜扫描透射电镜扫描电声�� 冷冻扫描电镜场发射扫描电镜
扫描隧道显微镜（STM），利用电子隧道现象，将样品本身作为一个电极，另一个电极是一根非常尖锐的探针。把探针移近样品，在两者之间加上电压，由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧道电流并保持不变，若表面有微小起伏，哪怕只有原子大小的起伏，也将使电流发生成千上万倍的变化。这种携带原子结构的信息输入电子计算机，经过处理即可在荧光屏上显示出一幅物体的三维图像。其分辨率达到了原子水平，放大倍数可达3亿倍，最小可分辨的两点距离为原子直径的1/10，也就是说它的分辨率高达0.01nm。
引言
扫描电镜的课程内容
第一章发展历史基本原理仪器构造仪器特点第二章第三章第四章
动物、植物、微生物的样品处理
应用领域
仪器术语
硬件操作
软件操作
分组实训
讨论总结