扫描电镜SEM优缺点及基本影响要素

1、扫描电镜（SEM ）优缺点及基本影响要素扫描电镜（SEM ）是介于透射电镜和光学显微镜之间的 一种微观形貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性 能进行微观成像。电镜扫描下的果蝇扫描电镜的优点：有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调;电镜扫描下的面包霉菌有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;试样制备简单。影响扫描电镜（SEM ）的几大要素：分辨率影响扫描电镜的分辨本领的主要因素有：A.入射电子束束斑直径：为扫描电镜分辨本领的极限。一般，热阴极电子枪的最小束斑直径可缩小到 6nm，场发射电子枪可使束斑直径小于3nm。B.入射电子束在样品中的扩展效

2、应：扩散程度取决于入射束电子能量和样品原子序数的 高低。入射束能量越高，样品原子序数越小，则电子束 作用体积越大，产生信号的区域随电子束的扩散而增大，从而降低了分辨率。C.成像方式及所用的调制信号：当以二次电子为调制信号时，由于其能量低（小于50eV），平均自由程短（10100 nm左右），只有在表层50100 nm的深度范围内的二次电子才能逸出样品表面，发生散射次数很有限，基本未向侧向扩展，因此， 二次电子像分辨率约等于束斑直径。当以背散射电子为调制信号时，由于背散射电子能 量比较高，穿透能力强，可从样品中较深的区域逸出（约为有效作用深度的30%左右）。在此深度范围，入射电子 已有了相当宽的

3、侧向扩展，所以背散射电子像分辨率要 比二次电子像低，一般在 500 2000nm左右。如果以吸收电子、X射线、阴极荧光、束感生电导 或电位等作为调制信号的其他操作方式，由于信号来自 整个电子束散射区域，所得扫描像的分辨率都比较低， 一般在1000 nm 或10000nm 以上不等。电镜扫描下的脂肪组织放大倍数扫描电镜的放大倍数可表示为M =Ac/As式中，Ac荧光屏上图像的边长；As一电子束在样品上的扫描 振幅。一般地，Ac是固定的（通常为100 mm）,则可通 过改变As来改变放大倍数。大多数商品扫描电镜放大倍数为20 20,000倍，介于光学显微镜和透射电镜之间，即扫描电镜弥补了光学显微镜

4、和透射电镜放大倍数的空挡。景深是指焦点前后的一个距离范围，该范围内所有物点所成的图像符合分辨率要求，可以成清晰的图像； 也即，景深是可以被看清的距离范围。扫描电子显微镜的景深比透射电子显微镜大10倍，比光学显微镜大几百倍。由于图像景深大，所得扫描电子像富有立体感。电 子束的景深取决于临界分辨本领d0和电子束入射半角a匚其中，临界分辨本领与放大倍数有关，因人眼的分辨 本领约为0.2 mm,放大后，要使人感觉物像清晰，必须 使电子束的分辨率高于临界分辨率 d0 ；电子束的入射 角可通过改变光阑尺寸和工作距离来调整，用小尺寸的 光阑和大的工作距离可获得小的入射电子角。衬度衬度包括：表面形貌衬度和原子序数衬度。表面形貌衬度由试样表面的不平整性引起。原子序数衬度指扫描电子束入射试祥时产生的背散 射电子、吸收电子、X射线，对微区内原子序数的差异 相当敏感。原子序数越大，图像