20200622第二轮线上技术交流讲座（SEM）.pdfVIP

分析测试中心技术讲座

环境模式的扫描电镜

张潇

分析测试中心

2020.06.22

目录

SEMESEMDSEM

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SEM/ESEM/DSEM

SEM:ScanElectronMicroscopes

ESEM：EnvironmentalScanElectronMicroscope

DSEM:DesktopScanElectronMicroscope

扫描电镜—SEM

SEM与传统光学显微镜的异同：

◼用途相同

➢SEM在成像时，使用电子作为媒介，而非光子

➢SEM可超越光学显微镜，达到其无法达到的细节水平，探测更为复杂的结构：

高倍下有更好的分辨率~1nm；更大的景深，成像更有立体感

➢可同时进行显微组织形貌的观察及成分和晶体微观结构等分析。

蜜蜂的眼睛和触角：a）光学显微镜；b）扫描电子显微镜

不同扫描电镜

SEMESEMDSEM

占地面积大大小

操作便携性难难易

放大倍率大：~300,000x大：~300,000x~100,000x

元素分析能能能

低真空无有有

扫描电镜工作原理

扫描电子显微镜（SEM）使用聚焦电子束来创建样品的放大图像。

电子束在样品表面以规则的方式扫描，样品中激发出来的电子被用来产生图像。

打个比方：

扫描电子显微镜探测样品表面，可以比拟为在暗室中使用细光束手电筒扫描墙壁

上的物体。

通过系统地左右扫描手电筒，并逐渐向下移动，人们可以在记忆中建立物体的图

像。

扫描电镜用电子束代替手电筒，用电子探测器代替眼睛，用观察屏和照相机作为

记忆。

扫描动画

扫描电镜基本构造

手电筒

电子光学系统

眼睛

信号探测系统

真空系统

电子枪

常见电子枪对比

电磁透镜结构：由铁磁材料和绕制铜线构成。焦距可以通过改变流过线圈的电流来改变。

在磁场的影响下，电子呈螺旋路径，沿着柱螺旋运动。

铁磁材料

信号探测

电子束击中样品时，

它与样品中的原子相互作用：

◼一些电子，撞击原子核后，反弹回来

（背散射电子BSE-成分像）

◼一些电子撞击原子并激发样品电子

（二次电子SE-形貌相）

◼还伴随产生X射线、光、热

（表面成分分析）