SEM掃描電鏡在材料微納米尺度結構表征中的應用介紹

掃描電鏡被認為是科學研究中Z通用、功能強大的工具之一，因為與光學顯微鏡相比，它具有更高的空間分辨率（高放大倍率），并且可以通過光譜分析具備化學成分分析能力。

在大多數情況下，通過單個圖像即可輕松獲得樣品形貌，實現測試樣品微觀結構的可視化。本文簡要介紹了SEM掃描電鏡技術發展，并且以納米材料為例介紹了掃描電鏡在其測試中的應用。

從宏觀尺度到納米尺度

對于研究人員而言，將微觀結構缺陷與其微觀和納米結構特性聯系起來顯得很重要，而SEM掃描電鏡作為一種常見的測試手段，其重要性不言而喻。JEOL*近在掃描電鏡平臺上集成了ZEROMAG功能，此功能使用戶可以在進行SEM掃描電鏡觀察之前拍攝樣本的快照（光學圖像），然后根據該圖像將其聚焦到感興趣的區域。

此外，用戶可以將區域放大到所需的特征尺寸，并在保留光學圖像標簽的同時用掃描電鏡觀察和化學分析位置（如上圖所示）。這對于觀察多個樣本或在同一樣本上的多個位置非常有用。此外，集成的能量色散X射線光譜（EDS）系統可以用化學分析標記這些位置，并在掃描樣品上的多個樣品或多個位置時提供實時成分數據。

納米結構材料

SEM掃描電鏡技術的另一個令人振奮的進步是獲得很低電壓圖像的能力，可以幫助非常薄的表面層成像和分析，如納米多孔材料，原子層石墨烯或氮化硼片，以及對電子束敏感的材料。很低的電壓是通過先進的電子光學和檢測器設計、柔和的光束功能以及獨特的功能實現的。

利用掃描電鏡還可以對石墨烯層相對于基材進行成像和EDS分析，因此可以在基于應用的環境中對石墨烯進行更直接的分析。相反，TEM僅允許對單個懸浮的石墨烯片進行成像。

在低加速電壓下進行EDS分析時，光束與標本的相互作用體積會大大減少，因此可以解析出石墨烯和Ni組分的離散圖。此外，為了顯著減少可能掩蓋樣品表面特征的任何碳污染累積，標測時間不到5分鐘。遠光電流設置與用于此分析的大面積檢測器相結合，即使在低kV、采集時間有限的情況下，也可以確保適當的數據收集并進行成分分析。