扫描电子显微镜的原理及结构 扫描电子显微镜，全称扫描电子显微镜，英文是扫描电子显微镜（SEM），是一种用于观察物体表面结构的电子光学仪器。
1、扫描电子显微镜的原理
扫描电子显微镜的制造是基于电子与物质的相互作用。当一束高能人体电子轰击材料表面时，激发区会产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子以及可见光、紫外和红外光区产生的电磁辐射。同时，还可以产生电子-空穴对、晶格振动（声子）和电子振荡（等离子体）。例如，收集二次电子和背向散射电子可以获得材料微观形貌的信息； X射线的采集可以获得材料化学成分的信息。扫描电子显微镜的工作原理是用极细的电子束扫描样品，激发样品表面的二次电子。一级电子被探测器收集起来，由那里的闪烁体转换成光信号，再经光电倍增管和放大器转换成电信号，控制电子束在荧光屏上的强度，并显示扫描图像与电子束同步。图像为三维图像，反映了试样的表面结构。
2、扫描电子显微镜的结构
(1) 镜筒
镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜和扫描系统。它的作用是产生极细的电子束（直径约几纳米），在激发各种信号的同时扫描样品表面的电子束。
(2) 电子信号采集处理系统
在样品室中，扫描电子束与样品相互作用产生多种信号，包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄罗斯（俄歇）电子等。在上述信号中，最重要的是二次电子，它是样品原子中被入射电子激发的外层电子，在样品表面以下几纳米到几十纳米的区域产生。生成率主要由样品的形态和成分决定。通常所说的扫描电子显微镜图像是指二次电子图像，它是研究样品表面形貌最有用的电子信号。检测二次电子的探测器的探针是闪烁体，当电子撞击闪烁体时，在闪烁体中产生光，这种光通过光管传输到光电倍增管，将光信号转换为电流信号，然后通过前置放大和视频放大，将电流信号转换为电压信号，最后发送到显像管的网格。
(3)电子信号显示和记录系统
扫描电子显微镜的图像显示在阴极射线管（显像管）上并由照相机记录。显像管有两种，一种用于观察，分辨率较低，是长余辉管；另一个用于照相记录，分辨率更高，是短余辉管。
(4) 真空系统及电源系统
扫描电子显微镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成。供电系统提供每个组件所需的特定功率。
3、扫描电子显微镜的用途
扫描电子显微镜最基本的功能是以高分辨率观察各种固体样品的表面。大景深图像是扫描电子显微镜观察的一个特点，如：生物学、植物学、地质学、冶金学等。观察可以是样品表面、切割面或截面。冶金学家很高兴能直接看到原始或磨损的表面。很容易研究氧化物表面、晶体生长或腐蚀缺陷。一方面，它可以更直接地检查纸张、纺织品、天然或加工木材的精细结构，生物学家可以用它来研究小型易碎样品的结构。例如：花粉颗粒、硅藻和昆虫。另一方面，它可以拍摄对应于样品表面的三维照片。扫描电子显微镜对于固体材料的研究有着广泛的应用，是其他仪器wu法比拟的。对于固体材料的完整表征，扫描电子显微镜*。 |
