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sem掃描電鏡的作用

發(fā)布時(shí)間：2023-04-14 05:38:33 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 54

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于sem掃描電鏡的作用的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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本文目錄:

1、SEM掃描電鏡圖怎么看，圖上各參數(shù)都代表什么意思
2、透射電鏡和掃描電鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用（越全越好）
3、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別
4、SEM的原理是什么？

sem掃描電鏡的作用

一、SEM掃描電鏡圖怎么看，圖上各參數(shù)都代表什么意思

1、放大率：

與普通光學(xué)顯微鏡不同，在SEM中，是通過(guò)控制掃描區(qū)域的大小來(lái)控制放大率的。如果需要更高的放大率，只需要掃描更小的一塊面積就可以了。放大率由屏幕/照片面積除以掃描面積得到。

所以，SEM中，透鏡與放大率無(wú)關(guān)。

2、場(chǎng)深：

在SEM中，位于焦平面上下的一小層區(qū)域內(nèi)的樣品點(diǎn)都可以得到良好的會(huì)焦而成象。這一小層的厚度稱(chēng)為場(chǎng)深，通常為幾納米厚，所以，SEM可以用于納米級(jí)樣品的三維成像。

3、作用體積：

電子束不僅僅與樣品表層原子發(fā)生作用，它實(shí)際上與一定厚度范圍內(nèi)的樣品原子發(fā)生作用，所以存在一個(gè)作用“體積”。

4、工作距離：

工作距離指從物鏡到樣品最高點(diǎn)的垂直距離。

如果增加工作距離，可以在其他條件不變的情況下獲得更大的場(chǎng)深。如果減少工作距離，則可以在其他條件不變的情況下獲得更高的分辨率。通常使用的工作距離在5毫米到10毫米之間。

5、成象：

次級(jí)電子和背散射電子可以用于成象，但后者不如前者，所以通常使用次級(jí)電子。

6、表面分析：

歐革電子、特征X射線、背散射電子的產(chǎn)生過(guò)程均與樣品原子性質(zhì)有關(guān)，所以可以用于成分分析。但由于電子束只能穿透樣品表面很淺的一層（參見(jiàn)作用體積），所以只能用于表面分析。

表面分析以特征X射線分析最常用，所用到的探測(cè)器有兩種：能譜分析儀與波譜分析儀。前者速度快但精度不高，后者非常精確，可以檢測(cè)到“痕跡元素”的存在但耗時(shí)太長(zhǎng)。

觀察方法：

如果圖像是規(guī)則的（具螺旋對(duì)稱(chēng)的活體高分子物質(zhì)或結(jié)晶），則將電鏡像放在光衍射計(jì)上可容易地觀察圖像的平行周期性。

尤其用光過(guò)濾法，即只留衍射像上有周期性的衍射斑，將其他部分遮蔽使重新衍射，則會(huì)得到背景干擾少的鮮明圖像。

擴(kuò)展資料：

SEM掃描電鏡圖的分析方法：

從干擾嚴(yán)重的電鏡照片中找出真實(shí)圖像的方法。在電鏡照片中，有時(shí)因?yàn)楸尘案蓴_嚴(yán)重，只用肉眼觀察不能判斷出目的物的圖像。

圖像與其衍射像之間存在著數(shù)學(xué)的傅立葉變換關(guān)系，所以將電鏡像用光度計(jì)掃描，使各點(diǎn)的濃淡數(shù)值化，將之進(jìn)行傅立葉變換，便可求出衍射像〔衍射斑的強(qiáng)度（振幅的2乘）和其相位〕。

將其相位與從電子衍射或X射線衍射強(qiáng)度所得的振幅組合起來(lái)進(jìn)行傅立葉變換，則會(huì)得到更鮮明的圖像。此法對(duì)屬于活體膜之一的紫膜等一些由二維結(jié)晶所成的材料特別適用。

掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細(xì)的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。通過(guò)對(duì)這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測(cè)試試樣表面形貌的觀察。

參考資料：百度百科-掃描電子顯微鏡

二、透射電鏡和掃描電鏡的特點(diǎn)及應(yīng)用（越全越好）

1、透射電子顯微鏡電子束的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光和紫外光短得多，并且電子束的波長(zhǎng)與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比，也就是說(shuō)電壓越高波長(zhǎng)越短。

透射電子顯微鏡在材料科學(xué)、生物學(xué)上應(yīng)用較多。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，樣品的密度、厚度等都會(huì)影響到最后的成像質(zhì)量，必須制備更薄的超薄切片，通常為50～100nm。所以用透射電子顯微鏡觀察時(shí)的樣品需要處理得很薄。

常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對(duì)于液體樣品，通常是掛預(yù)處理過(guò)的銅網(wǎng)上進(jìn)行觀察。

2、掃描電鏡的特點(diǎn)：有較高的放大倍數(shù)，2-20萬(wàn)倍之間連續(xù)可調(diào)；有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)；試樣制備簡(jiǎn)單。

生物：種子、花粉、細(xì)菌；

醫(yī)學(xué)：血球、病毒；

動(dòng)物：大腸、絨毛、細(xì)胞、纖維；

材料：陶瓷、高分子、粉末、金屬、金屬夾雜物、環(huán)氧樹(shù)脂；

化學(xué)、物理、地質(zhì)、冶金、礦物、污泥（桿菌）、機(jī)械、電機(jī)及導(dǎo)電性樣品，如半導(dǎo)體(IC、線寬量測(cè)、斷面、結(jié)構(gòu)觀察）電子材料等。

sem掃描電鏡的作用

擴(kuò)展資料

透射電鏡的總體工作原理是：由電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束，在真空通道中沿著鏡體光軸穿越聚光鏡，通過(guò)聚光鏡將之會(huì)聚成一束尖細(xì)、明亮而又均勻的光斑，照射在樣品室內(nèi)的樣品上；透過(guò)樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，樣品內(nèi)致密處透過(guò)的電子量少，稀疏處透過(guò)的電子量多；

經(jīng)過(guò)物鏡的會(huì)聚調(diào)焦和初級(jí)放大后，電子束進(jìn)入下級(jí)的中間透鏡和第1、第2投影鏡進(jìn)行綜合放大成像，最終被放大了的電子影像投射在觀察室內(nèi)的熒光屏板上；熒光屏將電子影像轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光影像以供使用者觀察。

掃描電子顯微鏡的制造依據(jù)是電子與物質(zhì)的相互作用。掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細(xì)的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。通過(guò)對(duì)這些信息的接收、放大和顯示成像，獲得測(cè)試試樣表面形貌的觀察。

參考資料來(lái)源：百度百科-掃描電子顯微鏡

參考資料來(lái)源：百度百科-透射電子顯微鏡

三、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別主要是名稱(chēng)不同、工作原理不同、作用不同、

一、名稱(chēng)不同

1、SEM，英文全稱(chēng)：Scanningelectronmicroscope，中文稱(chēng)：掃描電子顯微鏡。

2、TEM，英文全稱(chēng)：TransmissionElectronMicroscope，中文稱(chēng)：透射電子顯微鏡。

3、XRD，英文全稱(chēng)：Diffractionofx－rays，中文稱(chēng)：X射線衍射。

4、AES，英文全稱(chēng)：AugerElectronSpectroscopy，中文稱(chēng)：俄歇電子能譜。

5、STM，英文全稱(chēng)：ScanningTunnelingMicroscope，中文稱(chēng)：掃描隧道顯微鏡。

6、AFM，英文全稱(chēng)：AtomicForceMicroscope，中文稱(chēng)：原子力顯微鏡。

二、工作原理不同

1．掃描電子顯微鏡的原理是用高能電子束對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生各種各樣的物理信息。通過(guò)接收、放大和顯示這些信息，可以觀察到試樣的表面形貌。

2．透射電子顯微鏡的整體工作原理如下：電子槍發(fā)出的電子束經(jīng)過(guò)冷凝器在透鏡的光軸在真空通道，通過(guò)冷凝器，它將收斂到一個(gè)薄，明亮而均勻的光斑，輻照樣品室的樣品。通過(guò)樣品的電子束攜帶著樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)樣品致密部分的電子數(shù)量較少，而通過(guò)稀疏部分的電子數(shù)量較多。

物鏡會(huì)聚焦點(diǎn)和一次放大后，電子束進(jìn)入第二中間透鏡和第一、第二投影透鏡進(jìn)行綜合放大成像。最后，將放大后的電子圖像投影到觀察室的熒光屏上。屏幕將電子圖像轉(zhuǎn)換成可視圖像供用戶觀察。

3、x射線衍射（XRD）的基本原理：當(dāng)一束單色X射線入射晶體，因?yàn)樗怯稍右?guī)則排列成一個(gè)細(xì)胞，規(guī)則的原子之間的距離和入射X射線波長(zhǎng)具有相同的數(shù)量級(jí)，因此通過(guò)不同的原子散射X射線相互干涉，更影響一些特殊方向的X射線衍射，衍射線的位置和強(qiáng)度的空間分布，晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

4．入射的電子束和材料的作用可以激發(fā)原子內(nèi)部的電子形成空穴。從填充孔到內(nèi)殼層的轉(zhuǎn)變所釋放的能量可能以x射線的形式釋放出來(lái)，產(chǎn)生特征性的x射線，也可能激發(fā)原子核外的另一個(gè)電子成為自由電子，即俄歇電子。

5．掃描隧道顯微鏡的工作原理非常簡(jiǎn)單。一個(gè)小電荷被放在探頭上，電流從探頭流出，穿過(guò)材料，到達(dá)下表面。當(dāng)探針通過(guò)單個(gè)原子時(shí)，通過(guò)探針的電流發(fā)生變化，這些變化被記錄下來(lái)。

電流在流經(jīng)一個(gè)原子時(shí)漲落，從而非常詳細(xì)地描繪出它的輪廓。經(jīng)過(guò)多次流動(dòng)后，人們可以通過(guò)繪制電流的波動(dòng)得到構(gòu)成網(wǎng)格的單個(gè)原子的美麗圖畫(huà)。

6．原子力顯微鏡的工作原理：當(dāng)原子間的距離減小到一定程度時(shí)，原子間作用力迅速增大。因此，樣品表面的高度可以直接由微探針的力轉(zhuǎn)換而來(lái)，從而獲得樣品表面形貌的信息。

sem掃描電鏡的作用

三、不同的功能

1．掃描電子顯微鏡（SEM）是介于透射電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察方法，可以直接利用樣品表面材料的材料性質(zhì)進(jìn)行微觀成像。

掃描電子顯微鏡具有高倍放大功能，可連續(xù)調(diào)節(jié)20000～200000倍。它有一個(gè)大的景深，一個(gè)大的視野，一個(gè)立體的形象，它可以直接觀察到各種樣品在不均勻表面上的細(xì)微結(jié)構(gòu)。

樣品制備很簡(jiǎn)單。目前，所有的掃描電鏡設(shè)備都配備了x射線能譜儀，可以同時(shí)觀察微觀組織和形貌，分析微區(qū)成分。因此，它是當(dāng)今非常有用的科學(xué)研究工具。

2．透射電子顯微鏡在材料科學(xué)和生物學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。由于電子容易散射或被物體吸收，穿透率低，樣品的密度和厚度會(huì)影響最終成像質(zhì)量。必須制備超薄的薄片，通常為50～100nm。

所以當(dāng)你用透射電子顯微鏡觀察樣品時(shí)，你必須把它處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對(duì)于液體樣品，通常掛在預(yù)處理過(guò)的銅線上觀察。

3X射線衍射檢測(cè)的重要手段的人們意識(shí)到自然，探索自然，尤其是在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、生活、醫(yī)療、化工、地質(zhì)、礦物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、歷史、和許多其他領(lǐng)域發(fā)揮了積極作用，不斷拓展新領(lǐng)域、新方法層出不窮。

特別是隨著同步輻射源和自由電子激光的興起，x射線衍射的研究方法還在不斷擴(kuò)展，如超高速x射線衍射、軟x射線顯微術(shù)、x射線吸收結(jié)構(gòu)、共振非彈性x射線衍射、同步x射線層析顯微術(shù)等。這些新的X射線衍射檢測(cè)技術(shù)必將為各個(gè)學(xué)科注入新的活力。

4，俄歇電子在固體也經(jīng)歷了頻繁的非彈性散射，可以逃避只是表面的固體表面原子層的俄歇電子，電子的能量通常是10～500電子伏特，他們的平均自由程很短，約5～20，所以俄歇電子能譜學(xué)調(diào)查是固體表面。

俄歇電子能譜通常采用電子束作為輻射源，可以進(jìn)行聚焦和掃描。因此，俄歇電子能譜可用于表面微觀分析，并可直接從屏幕上獲得俄歇元素圖像。它是現(xiàn)代固體表面研究的有力工具，廣泛應(yīng)用于各種材料的分析，催化、吸附、腐蝕、磨損等方面的研究。

5．當(dāng)STM工作時(shí)，探頭將足夠接近樣品，以產(chǎn)生具有高度和空間限制的電子束。因此，STM具有很高的空間分辨率，可以用于成像工作中的科學(xué)觀測(cè)。

STM在加工的過(guò)程中進(jìn)行了表面上可以實(shí)時(shí)成像進(jìn)行了表面形態(tài)，用于查找各種結(jié)構(gòu)性缺陷和表面損傷，表面沉積和蝕刻方法建立或切斷電線，如消除缺陷，達(dá)到修復(fù)的目的，也可以用STM圖像檢查結(jié)果是好還是壞。

6．原子力顯微鏡的出現(xiàn)無(wú)疑促進(jìn)了納米技術(shù)的發(fā)展。掃描探針顯微鏡，以原子力顯微鏡為代表，是一系列的顯微鏡，使用一個(gè)小探針來(lái)掃描樣品的表面，以提供高倍放大。Afm掃描可以提供各類(lèi)樣品的表面狀態(tài)信息。

與傳統(tǒng)顯微鏡相比，原子力顯微鏡觀察樣品的表面的優(yōu)勢(shì)高倍鏡下在大氣條件下，并且可以用于幾乎所有樣品（與某些表面光潔度要求）并可以獲得樣品表面的三維形貌圖像沒(méi)有任何其他的樣品制備。

掃描后的三維形貌圖像可進(jìn)行粗糙度計(jì)算、厚度、步長(zhǎng)、方框圖或粒度分析。

四、SEM的原理是什么？

分類(lèi): 外語(yǔ)/出國(guó)

問(wèn)題描述:

SEM的原理是什么？

解析:

(SEM)掃描電子顯微鏡的設(shè)計(jì)思想和工作原理，早在1935年便已被提出來(lái)了。1942年，英國(guó)首先制成一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室用的掃描電鏡，但由于成像的分辨率很差，照相時(shí)間太長(zhǎng)，所以實(shí)用價(jià)值不大。經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)工作者的努力，尤其是隨著電子工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，到

1956年開(kāi)始生產(chǎn)商品掃描電鏡。近數(shù)十年來(lái)，掃描電鏡已廣泛地應(yīng)用在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、冶金學(xué)等學(xué)科的領(lǐng)域中，促進(jìn)了各有關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

一．掃描電鏡的特點(diǎn)

和光學(xué)顯微鏡及透射電鏡相比，掃描電鏡具有以下特點(diǎn)：

(一) 能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu)，樣品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 樣品制備過(guò)程簡(jiǎn)單，不用切成薄片。

(三) 樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn)，因此，可以從各種角度對(duì)樣品進(jìn)行觀察。

(四) 景深大，圖象富有立體感。掃描電鏡的景深較光學(xué)顯微鏡大幾百倍，比透射電鏡大幾十倍。

(五) 圖象的放大范圍廣，分辨率也比較高?？煞糯笫畮妆兜綆资f(wàn)倍，它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電鏡之間，可達(dá)3nm。

(六) 電子束對(duì)樣品的損傷與污染程度較小。

(七) 在觀察形貌的同時(shí)，還可利用從樣品發(fā)出的其他信號(hào)作微區(qū)成分分析。

二．掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和工作原理

(一) 結(jié)構(gòu)

1．鏡筒

鏡筒包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統(tǒng)。其作用是產(chǎn)生很細(xì)的電子束(直徑約幾個(gè)nm)，并且使該電子束在樣品表面掃描，同時(shí)激發(fā)出各種信號(hào)。

2．電子信號(hào)的收集與處理系統(tǒng)

在樣品室中，掃描電子束與樣品發(fā)生相互作用后產(chǎn)生多種信號(hào)，其中包括二次電子、背散射電子、X射線、吸收電子、俄歇(Auger)電子等。在上述信號(hào)中，最主要的是二次電子，它是被入射電子所激發(fā)出來(lái)的樣品原子中的外層電子，產(chǎn)生于樣品表面以下幾nm至

幾十nm的區(qū)域，其產(chǎn)生率主要取決于樣品的形貌和成分。通常所說(shuō)的掃描電鏡像指的就是二次電子像，它是研究樣品表面形貌的最有用的電子信號(hào)。檢測(cè)二次電子的檢測(cè)器(圖15(2)的探頭是一個(gè)閃爍體，當(dāng)電子打到閃爍體上時(shí)，1就在其中產(chǎn)生光，這種光被光導(dǎo)管傳送到光電倍增管，光信號(hào)即被轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，再經(jīng)前置放大及視頻放大，電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，最后被送到顯像管的柵極。

3．電子信號(hào)的顯示與記錄系統(tǒng)

掃描電鏡的圖象顯示在陰極射線管(顯像管)上，并由照相機(jī)拍照記錄。顯像管有兩個(gè)，一個(gè)用來(lái)觀察，分辨率較低，是長(zhǎng)余輝的管子；另一個(gè)用來(lái)照相記錄，分辨率較高，是短余輝的管子。

4．真空系統(tǒng)及電源系統(tǒng)

掃描電鏡的真空系統(tǒng)由機(jī)械泵與油擴(kuò)散泵組成，其作用是使鏡筒內(nèi)達(dá)到 10(4～10(5托的真空度。電源系統(tǒng)供給各部件所需的特定的電源。

(二) 工作原理

從電子槍陰極發(fā)出的直徑20(m～30(m的電子束，受到陰陽(yáng)極之間加速電壓的作用，射向鏡筒，經(jīng)過(guò)聚光鏡及物鏡的會(huì)聚作用，縮小成直徑約幾毫微米的電子探針。在物鏡上部的掃描線圈的作用下，電子探針在樣品表面作光柵狀掃描并且激發(fā)出多種電子信號(hào)。這些電子信號(hào)被相應(yīng)的檢測(cè)器檢測(cè)，經(jīng)過(guò)放大、轉(zhuǎn)換，變成電壓信號(hào)，最后被送到顯像管的柵極上并且調(diào)制顯像管的亮度。顯像管中的電子束在熒光屏上也作光柵狀掃描，并且這種掃描運(yùn)動(dòng)與樣品表面的電子束的掃描運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格同步，這樣即獲得襯度與所接收信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的掃描電子像，這種圖象反映了樣品表面的形貌特征。第二節(jié) 掃描電鏡生物樣品制備技術(shù)大多數(shù)生物樣品都含有水分，而且比較柔軟，因此，在進(jìn)行掃描電鏡觀察前，要對(duì)樣品作相應(yīng)的處理。掃描電鏡樣品制備的主要要求是：盡可能使樣品的表面結(jié)構(gòu)保存好，沒(méi)

有變形和污染，樣品干燥并且有良好導(dǎo)電性能。

[Last edit by SeanWen]

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