扫描电镜(SEM)的原理和注意事项-材料研发及测试权威专家-上海剂拓材料科技

SEM的基本构造和成像原理

组成部件：电子枪、电子透镜、扫描系统、电子收集系统(形貌分析)、成像荧光屏、X射线接收系统(成分分析)

扫描电子显微镜的原理

由电子枪发出的电子束在电场的作用下加速，经过三个透镜聚焦成直径为5nm或更细的电子束。该电子束在样品表面进行逐行扫描，激发样品产生出各种物理信号。信号探测器收集这些并按顺序、成比例地转换为视频信号。通过对其中某种信号的捡测，视频放大和信号处理，最终在显示屏上获得能反映样品表面特征的扫描图象。

为了获得较高的信号强度和扫描像（尤其是二次电子像）分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。

如果要求样品表面扫描的电子束直径为dp，电子源（即电子枪第一交叉点）直径为de，则电子光学系统必须提供的缩小倍数M 为：

SEM的原理：能显示各种图像的信息是由于聚焦的电子束与样品的相互作用而产生的各种信号。相互作用区的线性体积：a.随原子序数的增加而减小；b.随电子束能量的增加而增加；c.电子束与样品的角度关系是倾斜角增加时，相互作用区变小。

样品的成分、加速电压都影响相互作用区，一般情况下，相互作用区比束斑大，每种信号从固体发出的空间范围，是决定扫描图像空间分辨能力的重要因素