Sem掃描電鏡干貨滿滿之它的基本原理介紹

掃描電鏡主要應用于對樣品微區形貌，結構與組成進行觀察與分析。 它以分辨率高，景深好和操作簡單而被廣泛應用于材料學，物理學，化學，生物學，考古學，地礦學和微電子工業。

文章根據多年sem掃描電鏡測試工作經驗，對掃描電鏡基本原理，結構，優點及其實際應用等方面進行闡述，以期對sem掃描電鏡初學者和從業者充分理解與運用掃描電鏡有所幫助。

伴隨著現代科學技術的進步，一大批科研工作者把研究方向聚焦于探索微觀世界。 但是，單憑人眼分辨率（約為0.2mm）是達不到要求的。 各種帶放大功能的顯微鏡被提出來，以觀測更加微觀的世如下：

式中 ，λ為波長 ，n為折射率 ，α為孔徑角。在上述公式中，入射波長λ是影響光學顯微鏡分辨率的主要因素。然而，受可見光波長范圍（400～760nm）的限制，光學顯微鏡的JI限分辨率約為200nm。為了突破光學顯微鏡分辨本領的JI限， 科學家利用波粒二象性原理（即電子在加速電壓下運動，其波長可達可見光波長的十萬分之一），以加速電子充當新光源制備了高分辨率的掃描電子顯微鏡 ，以下簡稱掃描電鏡。

Sem掃描電鏡的基本原理介紹：

掃描電鏡是用電子槍射出電子束聚焦后在樣品表面上做光柵狀掃描的一種方法，它通過探測電子作用于樣品所產生的信號來觀察并分析樣品表面的組成，形態和結構。 入射電子作用于樣品會激發多種信息，如二次電子，背散射電子，吸收電子，俄歇電子，陰JI熒光，特征X射線等等。sem掃描電鏡主要是通過二次電子，背散射電子和特征X射線（XRD）信號來分析試樣表面特性。

1.1二次電子

二次電子為入射電子所激發的樣品原子外層電子。 二次電子能量較低，僅在樣品表面附近幾個納米深度以內才有電子從表面逃逸。 所以，它對試樣表面的狀態非常敏感，主要用于掃描電鏡下試樣表面形貌的觀察。 入射電子在樣品中存在淚滴狀彌散范圍，而在樣品表層還沒有明顯彌散，使得二次電子像具有較高空間分辨率。

1.2 背散射電子

背散射電子就是入射電子被樣品中的電子散射，然后射出樣品的上部。 可以利用背散射電子對樣品表面形貌進行分析。 同時，背散射電子產額隨樣品原子序數增加而提高，可以表明原子序數襯度高，可用來定性分析樣品組成。

1.3 特征X射線

特征X射線是指入射電子將試樣原子內層電子激發后，外層電子向內層電子躍遷時產生的具有特殊能量的電磁輻射。特征X射線的能量為原子兩殼層的能量差（△E = E K - E L） ，由于元素原子的各個電子能級能量為確實值，因此，特征X射線能分析試樣的組成成分。