掃描電子顯微鏡設備認知掃描電子顯微鏡設備認知掃描電子顯微鏡是一種利用聚焦電子束在樣品表面進行掃描，從而獲取樣品表面形貌、結構和成分等信息的高分辨率電子光學儀器。材料科學領域：用于研究材料的微觀結構、表面特性及相關性能。生物學領域：觀察生物組織和細胞的精細結構及生物大分子的形態(tài)。地質學領域：對巖石、礦物的微觀結構和成分進行分析研究。半導體領域：檢測芯片表面缺陷，分析集成電路的結構。（一）掃描電子顯微鏡介紹及應用掃描電子顯微鏡（SEM）應用掃描電子顯微鏡設備認知（二）掃描電子顯微鏡的組成電子光學系統(tǒng)真空系統(tǒng)透鏡系統(tǒng)檢測-放大系統(tǒng)信號處理和掃描顯示系統(tǒng)掃描電子顯微鏡設備認知（三）電子光學系統(tǒng)決定顯微鏡質量：電子槍的性能對掃描電子顯微鏡的分辨率等質量指標起決定性作用，其產生的電子束特性直接影響成像效果。電子光學系統(tǒng)產生掃描電子束：由電子槍發(fā)射電子，經電磁透鏡聚焦，掃描線圈控制電子束在樣品表面進行光柵狀掃描，形成高亮度、小束斑直徑的掃描電子束，作為信號激發(fā)源。例如在觀察樣品表面形貌時，電子束與樣品相互作用產生各種信號，為后續(xù)成像和分析提供基礎。掃描電鏡電子光學系統(tǒng)示意圖掃描電子顯微鏡設備認知（三）電子光學系統(tǒng)電子光學系統(tǒng)發(fā)夾式鎢燈絲電子槍的結構如右圖所示。它是一種典型的三極電子槍，燈絲本身為陰極，并直接通過陰極電流來加熱燈絲，使其發(fā)生熱電子發(fā)射。為了改善燈絲發(fā)射電子的穩(wěn)定性，通常采用自柵偏壓方法。陰極所發(fā)射的電子被陽極的電位加速，穿過柵極孔，在電極間的電場作用下，形成一個亮度為B0，交叉點尺寸為G0的虛光源。G0的大小取決于柵極電位和陽極電位的比值。適當?shù)卣{節(jié)燈絲-陽極距離和柵極-陽極距離，獲得最細的電子束。發(fā)夾式鎢燈絲電子槍的結構圖掃描電子顯微鏡設備認知（四）真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)保障電子束產生與操縱：確保電子槍和試樣室處于高真空環(huán)境，使電子束能正常產生和傳輸，減少電子能量損失，保證電子槍燈絲壽命。若真空度下降，會導致電子束散射加大、燈絲壽命縮短等問題，嚴重影響成像質量。減少污染：高真空度可降低電子光路受污染的程度，防止碳氫化物等污染物加速沉積在透鏡光柵和試樣表面，從而確保成像的準確性和穩(wěn)定性，特別是對于超輕元素的定量分析，避免因污染影響分析結果。掃描電子顯微鏡設備認知（五）透鏡系統(tǒng)與檢測-放大系統(tǒng)透鏡系統(tǒng)檢測-放大系統(tǒng)為了獲得上述掃描電子束，其透鏡系統(tǒng)通常是由電磁透鏡、掃描線圈和消像散器等組成。采用電磁透鏡的優(yōu)點是：透鏡可以安置在鏡筒外面，可避免污染和減小真空系統(tǒng)的體積，而且透鏡的球像差系數(shù)較小。檢測-放大系統(tǒng)的作用是把人射電子和物質相互作用所產生的各種信息進行接收和放大，并轉換為視頻信號電壓。在掃描電子顯微鏡中最普遍使用的是電子檢測器，它由閃爍體、光電導管和光電倍增器組成。掃描電子顯微鏡設備認知（六）信號處理和掃描顯示系統(tǒng)：信號處理和掃描顯示系統(tǒng)：信號處理和掃描顯示系統(tǒng)信號處理和掃描顯示系統(tǒng)如右圖所示。信號處理的目的：人工控制圖像的襯度以改善圖像的質量。實現(xiàn)各種特殊圖像的顯示以獲得更多的形態(tài)分析資料。掃描電子顯微鏡設備認知（七）樣品的制備粉體樣品制備：01直接撒粉法：粉體直接撒在試樣座雙面碳導電膠上，用平板壓緊后吹去不牢固顆粒；大顆粒（大于5μm）可選較平的大顆粒分析。02鑲嵌-研磨-拋光法（粗顆粒）：粗顆粒粉體與環(huán)氧樹脂等鑲嵌材料混合，經粗磨、細磨和拋光處理。03超聲分散法（細顆粒及團聚體）：粉體用酒精或水在超聲波機內分散，再用滴管滴于試樣座，干燥后靠吸附力黏附在表面。掃描電子顯微鏡設備認知（七）樣品的制備塊狀樣品制備：01一般塊狀試樣：用于測定薄膜厚度等情況時，可用環(huán)氧樹脂等鑲嵌后研磨拋光；大試樣也可直接研磨拋光，但小試樣直接加工易產生倒角影響測量，建議鑲嵌后處理。02多孔或疏松塊狀試樣（如燒結材料、腐蝕產物等）：采用真空鑲嵌法，將試樣用環(huán)氧樹脂膠浸泡，先在500-600°C低真空容器內抽氣，再于60°C恒溫烘箱中烘烤4h，使試樣堅固，防止脫落和污染?？偨Y掃描電子顯微鏡設備認知2.1掃描電子顯微鏡介紹及應用2.2掃描電子顯