Sem扫描电镜干货满满之它的基本原理介绍

扫描电镜主要应用于对样品微区形貌，结构与组成进行观察与分析。 它以分辨率高，景深好和操作简单而被广泛应用于材料学，物理学，化学，生物学，考古学，地矿学和微电子工业。

文章根据多年sem扫描电镜测试工作经验，对扫描电镜基本原理，结构，优点及其实际应用等方面进行阐述，以期对sem扫描电镜初学者和从业者充分理解与运用扫描电镜有所帮助。

伴随着现代科学技术的进步，一大批科研工作者把研究方向聚焦于探索微观世界。 但是，单凭人眼分辨率（约为0.2mm）是达不到要求的。 各种带放大功能的显微镜被提出来，以观测更加微观的世如下：

式中 ，λ为波长 ，n为折射率 ，α为孔径角。在上述公式中，入射波长λ是影响光学显微镜分辨率的主要因素。然而，受可见光波长范围（400～760nm）的限制，光学显微镜的JI限分辨率约为200nm。为了突破光学显微镜分辨本领的JI限， 科学家利用波粒二象性原理（即电子在加速电压下运动，其波长可达可见光波长的十万分之一），以加速电子充当新光源制备了高分辨率的扫描电子显微镜 ，以下简称扫描电镜。

Sem扫描电镜的基本原理介绍：

扫描电镜是用电子枪射出电子束聚焦后在样品表面上做光栅状扫描的一种方法，它通过探测电子作用于样品所产生的信号来观察并分析样品表面的组成，形态和结构。 入射电子作用于样品会激发多种信息，如二次电子，背散射电子，吸收电子，俄歇电子，阴JI荧光，特征X射线等等。sem扫描电镜主要是通过二次电子，背散射电子和特征X射线（XRD）信号来分析试样表面特性。

1.1二次电子

二次电子为入射电子所激发的样品原子外层电子。 二次电子能量较低，仅在样品表面附近几个纳米深度以内才有电子从表面逃逸。 所以，它对试样表面的状态非常敏感，主要用于扫描电镜下试样表面形貌的观察。 入射电子在样品中存在泪滴状弥散范围，而在样品表层还没有明显弥散，使得二次电子像具有较高空间分辨率。

1.2 背散射电子

背散射电子就是入射电子被样品中的电子散射，然后射出样品的上部。 可以利用背散射电子对样品表面形貌进行分析。 同时，背散射电子产额随样品原子序数增加而提高，可以表明原子序数衬度高，可用来定性分析样品组成。

1.3 特征X射线

特征X射线是指入射电子将试样原子内层电子激发后，外层电子向内层电子跃迁时产生的具有特殊能量的电磁辐射。特征X射线的能量为原子两壳层的能量差（△E = E K - E L） ，由于元素原子的各个电子能级能量为确实值，因此，特征X射线能分析试样的组成成分。