SEM掃描電鏡用到的技術(shù)有那些

SEM（掃描電鏡，Scanning Electron Microscope）掃描電鏡用到的技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

一、基本原理技術(shù)

掃描電鏡是利用高能電子束掃描樣品表面，并通過(guò)檢測(cè)電子與樣品相互作用產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)獲得樣品表面微觀結(jié)構(gòu)的成像工具。其成像原理主要基于電子與物質(zhì)的相互作用，包括：

二次電子（Secondary Electrons，SE）：由樣品表面的原子在受到電子束沖擊后發(fā)射出低能電子。二次電子信號(hào)對(duì)樣品的表面形貌有很高的敏感性，成像效果具有較好的三維立體感，主要用于顯示樣品的表面形貌。

背散射電子（Backscattered Electrons，BSE）：當(dāng)入射電子與樣品中的原子核發(fā)生大角度彈性散射時(shí)產(chǎn)生的電子。背散射電子主要反映樣品的成分信息，原子序數(shù)越大的區(qū)域產(chǎn)生的背散射信號(hào)越強(qiáng)，因此可以觀察到不同元素之間的成分對(duì)比。

特征X射線：當(dāng)電子束撞擊樣品原子時(shí)，內(nèi)層電子被激發(fā)，外層電子填補(bǔ)空位時(shí)發(fā)射特征X射線。通過(guò)X射線光譜，可以分析樣品的元素組成。

二、關(guān)鍵組件與技術(shù)

電子槍：用于發(fā)射高能電子束，常見的類型有鎢絲電子槍、場(chǎng)發(fā)射電子槍等。鎢絲電子槍價(jià)格低廉但分辨率較低，場(chǎng)發(fā)射電子槍具有極高的分辨率，是目前G端SEM的標(biāo)配。

聚光透鏡和物鏡：這些磁透鏡會(huì)進(jìn)一步聚焦電子束，使之形成一個(gè)微小的探針，實(shí)現(xiàn)高精度成像。

掃描系統(tǒng)：通過(guò)電磁線圈將電子束逐行移動(dòng)，逐步掃描樣品表面。

探測(cè)器：包括二次電子探測(cè)器、背散射電子探測(cè)器、能量色散X射線（EDX）探測(cè)器等，用于接收并轉(zhuǎn)換電子與樣品相互作用產(chǎn)生的信號(hào)。

真空系統(tǒng)：SEMB須在高真空環(huán)境下運(yùn)行，主要因?yàn)殡娮釉诳諝庵袝?huì)發(fā)生散射，影響成像清晰度。

三、成像與分析技術(shù)

高分辨率成像：SEM掃描電鏡的分辨率可以達(dá)到納米級(jí)別，適用于觀察微小結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)透鏡電流和電子束的加速電壓，可以控制電子束的焦距和掃描速度，從而獲得不同分辨率的圖像。

立體成像能力：二次電子成像具有良好的景深，可以展示樣品的立體結(jié)構(gòu)，便于理解樣品的形貌。

元素成分分析：配備能量色散X射線光譜儀（EDS）的SEM可以進(jìn)行元素分析。通過(guò)分析特征X射線的能量或波長(zhǎng)，可以確定樣品的元素組成和相對(duì)含量。

微觀結(jié)構(gòu)觀察：掃描電鏡可用于觀察材料的晶粒、相界、孔隙等微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)于評(píng)估材料的力學(xué)性能和優(yōu)化加工工藝具有重要意義。

四、樣品制備技術(shù)

SEM掃描電鏡樣品的制備過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，但也需要根據(jù)樣品的性質(zhì)和觀察目的進(jìn)行適當(dāng)處理。非導(dǎo)電樣品需要涂覆金屬膜以避免充電效應(yīng)，生物樣品需要脫水和固定以保持其形態(tài)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，樣品需要切割、研磨和拋光以達(dá)到適當(dāng)?shù)某叽绾捅砻婀鉂嵍取?/span>

綜上所述，掃描電鏡用到的技術(shù)包括基本原理技術(shù)、關(guān)鍵組件與技術(shù)、成像與分析技術(shù)以及樣品制備技術(shù)等多個(gè)方面。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用使得SEM成為了一種廣泛應(yīng)用于科學(xué)和工程領(lǐng)域的重要分析工具。