掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscope, SEM) 主要應用范圍？

一、什么是掃描電鏡：

掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscope, SEM) 是一種用于高分辨率微區形貌分析的大型精密儀器 。具有景深大、分辨率高, 成像直觀、立體感強、放大倍數范圍寬以及待測樣品可在三維空間內進行旋轉和傾斜等特點。另外具有可測樣品種類豐富, 幾乎不損傷和污染原始樣品以及可同時獲得形貌、結構、成分和結晶學信息等優點。

二、掃描電鏡的主要原理：

主要原理是依據電子與物質的相互作用。高能入射電子轟擊物質表面，激發樣品產生次級電子，通過顯像管的偏轉線圈與電子束同步掃描，再呈像。

三、掃描電鏡主要應用范圍：

目前, 掃描電子顯微鏡已被廣泛應用于生命科學、物理學、化學、司法、地球科學、材料學以及工業生產等領域的微觀研究, 僅在地球科學方面就包括了結晶學、礦物學、礦床學、沉積學、地球化學、寶石學、微體古生物、天文地質、油氣地質、工程地質和構造地質等。

1. 三維形貌的觀察和分析;
2. 在觀察形貌的同時,進行微區的成分分析。

①觀察納米材料

②進行材料斷口的分析

③直接觀察大試樣的原始表面

④觀察厚試樣

⑤觀察試樣的各個區域的細節

⑥在大視場、低放大倍數下觀察樣品

⑦進行從高倍到低倍的連續觀察

⑧觀察生物試樣

⑨進行動態觀察

四、掃描電鏡有哪幾類：

根據電子槍種類可分為三種：場發射電子槍、鎢絲槍和六硼化鑭 。其中, 場發射掃描電子顯微鏡又可分為冷場發射掃描電子顯微鏡、熱場發射掃描電子顯微鏡和肖特基掃描電鏡。

根據結合的技術來分的話，可分為冷凍掃描電鏡、環境掃描電鏡、電子聲掃描電鏡

五、掃描電鏡的主要結構：

1. 電子光學系統：產生高能電子束的鏡筒，包括:電子槍、電磁透鏡和掃描線圈;
2. 信號探測處理及成像系統：接收并處理各種電子信號，包括掃描信號發生器、探測器、掃描放大器、電子信息處理器和監控器;
3. 圖像記錄系統：記錄電子圖像的信息，包括攝像頭、圖像分析器和記錄設備;
4. 真空系統：作為電子束與樣品作用載體，包括樣品室、真空閥門、機械泵、油擴散泵、離子泵和真空檢測裝置;
5. 電源供給系統：調控掃描電子顯微鏡外部環境，包括不間斷電源、變壓器、穩壓器、安全控制線路和獨立地線。

六、樣品制備原則：

SEM樣品若為金屬或導電性良好，則表面不需任何處理，可直接觀察。若為非導體，則需鍍上一層金屬膜或碳膜協助樣品導電，膜層應均勻無明顯特征，以避免干擾樣品表面。金屬膜較碳膜容易鍍，適用于SEM影像觀察，通常為Au或Au-Pd合金或Pt。而碳膜較適于X光微區分析，主要是因為碳的原子序低，可以減少X光吸收。

1. 顯露出所欲分析的位置。
2. 表面導電性良好，需能排除電荷。
3. 不得有松動的粉末或碎屑(以避免抽真空時粉末飛揚污染鏡柱體)。
4. 需耐熱，不得有熔融蒸發的現象。
5. 不能含液狀或膠狀物質，以免揮發。
6. 非導體表面需鍍金(影像觀察)或鍍碳(成份分析)。