SEM掃描電子顯微鏡的的成像原理

掃描電子顯微鏡的成像原理（Desktop Scanning Electron Microscope）是一種緊湊型電子顯微鏡，可以放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行操作。其原理與傳統(tǒng)（落地式）掃描電子顯微鏡相同。 組成部分包括：電子發(fā)射、電磁透鏡、信號(hào)檢測(cè)、真空系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。接下來(lái)小編將主要介紹一下掃描電鏡的成像原理。

首先通過(guò)對(duì)兩種常見(jiàn)的顯微鏡成像原理讓大家初步了解顯微鏡的成像原理。

1. 光學(xué)顯微鏡

光學(xué)顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物臺(tái)和反射鏡組成。目鏡和物鏡都是焦距不同的凸透鏡。物鏡凸透鏡的焦距小于目鏡凸透鏡的焦距。物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，物體通過(guò)物鏡變成倒置、放大的實(shí)像。目鏡相當(dāng)于普通的放大鏡，實(shí)像通過(guò)目鏡變成直立、放大的虛像。

從顯微鏡到人眼的物體都是倒置放大的虛像。鏡子用于反射和照亮被觀察的物體。鏡子一般有兩個(gè)反射面：一個(gè)是平面鏡，在光線較強(qiáng)時(shí)使用；另一種是凹面鏡，在光線較弱時(shí)使用，可以將光線會(huì)聚。

2.電子顯微鏡

電子顯微鏡是根據(jù)電子光學(xué)原理，利用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡，從而可以在很高的放大倍數(shù)下對(duì)物質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的一種儀器。

電子顯微鏡的分辨能力用它所能分辨的兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間的zui小距離來(lái)表示。1970年代，透射電子顯微鏡的分辨率約為0.3納米（人眼的分辨率約為0.1毫米）。

目前電子顯微鏡的zui大放大倍數(shù)在300萬(wàn)倍以上，而光學(xué)顯微鏡的zui大放大倍數(shù)在2000倍左右，所以可以直接觀察到一些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子晶格通過(guò)電子顯微鏡。

ZEM臺(tái)式掃描電子顯微鏡是檢測(cè)樣品表面形貌的大型儀器。當(dāng)具有一定能量的入射電子束轟擊樣品表面時(shí)，電子與元素核和外層電子發(fā)生一次或多次彈性和非彈性碰撞。一些電子被樣品表面反射，而其余電子則穿透樣品，逐漸失去動(dòng)能，更后停止運(yùn)動(dòng)而被樣品吸收。在這個(gè)過(guò)程中，百分之99以上的入射電子能量轉(zhuǎn)化為樣品熱能，剩余約百分之1的入射電子能量激發(fā)樣品的各種信號(hào)。這些信號(hào)主要包括二次電子、背散射電子、吸收電子、透射電子、俄歇電子、電子電動(dòng)勢(shì)、陰ji發(fā)光、X射線等。掃描電鏡設(shè)備利用這些信號(hào)獲取信息來(lái)分析樣品。