扫描电子显微镜SEM（Scanning Electron Microscope）

? ? ? ?扫描电子显微镜是一种电子光学类仪器设备，其根基道理是利用聚焦电子束在样品表表进行逐行扫描，电子束与样品表表物质进行相互作用，产生俄歇电子、二次电子、背散射电子、特点x射线、陆续谱X射线、透射电子，和吸收电流等信号，使用分歧探测器将产生的信号网络起来，别离用二维图像和谱线的大局暗示，就会得到相应信号的电子图像及谱图，从而发展样品的描摹分析、成分分析、晶体结构分析蹬爪用钻研。

SEM 重要组成

扫描电子显微镜由三大部门组成：真空系统，电子光学系统，电气节造系统。

SEM 根基参数

放大倍数：通常是指底片放大倍数，即在尺度尺寸下，量得照片上的长度除以现实扫描的长度。

屏幕放大倍数：通过数码放大的方式，将照片进行虚构放大，照片的现实长度就会比尺度尺寸长度大好多，由此得到的放大倍数为屏幕放大倍数。盲目增大放大倍数，只能是虚构放大，就像单反相机的现实放大倍数和虚构放大倍数的差距。

分辨率：分辨率是扫描电镜机能判断的最根基指标。

凭据几何光学，物体上的一个发光点经透镜成像后应得到一个几何像点。但由于光的颠簸性，一个物点经透镜后在象平面上得到的是一个以几何像点为中心的衍射斑，又称Airy斑。

“瑞利判据”：当一个Airy斑的边缘与另一个Airy斑的中心正好沉应时，此时对应的两个物点刚好能被人眼或光学仪器所分辨，这个判据称为瑞利判据。

凭据瑞利判据，两个光点逐步靠近时，对应的衍射斑也从分离趋于沉合。当两个衍射斑的半高宽沉叠， 则以为不成分辨了。此时两个衍射斑之间的距离即为分辨率。

λ：入射光波长 ɑ：透镜孔径角 n : 透镜介质折射率

凭据推算公式能够看出，电子显微镜的理论分辨率与入射光波长有直接关系，波长越幼，分辨率越高。电子波长和加快电压成反比关系，电压越高，波长越短，同时辰辨率就越高。

景深：透镜系统，对样品表表各个凹凸不剖诳位同时进行聚焦成像的一个能力领域。

WD一样，物镜光阑越幼，景深越好；

物镜光阑一样，WD越大，景深越好；

WD一样、光阑一样，放大倍数越幼，景深越好；

所以，高倍数下想要获得好的景深，用幼的光阑，适当增长WD。

工作距离：图像聚焦清澈时，样品表表距物镜下极靴的距离，简称WD。

缩短工作距离，在一点水平上能够减幼像差，达到提高图像质量的主张。

几种电子源

参数	钨灯丝	LaB6	冷场	热场
亮度（A/cm2·sr）	1E5	1E6	1E8-1E9	5E8
交叉斑 （μm）	20-40	7-15	0.01-0.02	0.02-0.04
工作温度（K）	2650-2750	1750-1850	300	1750-1800
逸出功（eV）	4.4-4.5	2.0-2.9	4.1	2.5-2.9
分辨率	3nm	2.5nm	<1nm	1nm
电流密度 A/cm2	1.3	25	50K	500
使用寿命(幼时)	100左右	>500	10000	>10000

SEM利用

扫描电镜在基础科学钻延注出产工艺节造、产品质量鉴定等方面得到极度辽阔的利用，重要利用于国防、航天、性命科学、医学、生物学、地质勘探、病虫害的防治、灾害鉴定、刑事窥伺等。

具体为：

新能源、新资料：电池正负极资料，复合伙料、高分子资料、纳米资料等；

半导体：器件表表、断面分析，半导体资料，封装焊点分析，硅片查抄、电路分析等；

生物领域：海藻、硅藻等动植物、微生物；

冶金矿业：煤炭，石油、稀土、金属等；

构筑行业：混凝土、耐火砖、水泥粉末等；

化工行业：染料、讼脞酸铵、碳酸锰凝聚颗粒等；

陶瓷行业：陶瓷晶粒、氧化锆、过滤陶瓷等陶瓷行业；