影响扫描电镜的四个基本因素 发布日期：2021-10-15 15:17:09    文章来源：莱雷科技

扫描电镜是介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察方法。扫描电镜可以直接利用样品表面材料的材料特性进行显微成像。

① 高倍率，可连续调节200000-200000次；

② 扫描电镜的景深大，视野大，成像充满立体感。可直接观察各种样品凹凸不平表面的精细结构；

影响扫描电镜分辨率的主要因素有：

A.入射电子束的束斑直径：扫描电镜的分辨率极限。通常，热阴极电子枪的最小束斑直径可以减小到6nm，场发射电子枪的束斑直径可以小于3nm。

B.入射电子束在样品中的膨胀效应：扩散程度取决于入射电子束的电子能量和样品的原子序数。入射光束的能量越高，样品的原子序数越小，电子束的作用体积越大，信号区域随着电子束的扩散而增加，从而降低分辨率。

C.扫描电镜使用的成像模式和调制信号：当使用二次电子作为调制信号时，由于其能量低（小于50ev）且平均自由程短（约10~100nm），只有表面50~100nm深度范围内的二次电子才能从样品表面逃逸，散射时间非常有限，基本上不会横向扩展。因此，二次电子像的分辨率近似等于束斑直径。当使用背散射电子作为调制信号时，由于背散射电子具有较高的能量和较强的穿透能力，它可以从样品中较深的区域逃逸（约为有效作用深度的30%）。在这个深度范围内，入射电子具有宽的横向扩展，因此背散射电子像的分辨率低于二次电子像的分辨率，一般约为500~2000Nm。如果使用其他操作模式，如电子吸收、X射线、阴极荧光、束流感应电导率或电势作为调制信号，由于信号来自整个电子束散射区域，因此扫描图像的分辨率相对较低，一般范围为10000 nm或更高。

扫描电镜的放大率可以表示为M=AC/as，其中AC-荧光屏上图像的边长；As——电子束在样品上的扫描振幅。通常，如果AC是固定的（通常为100mm），则放大率可以根据需要改变。目前，大多数商用sem的放大倍数为20~20000倍，介于光学显微镜和透射电镜之间，即sem弥补了光学显微镜和透射电镜之间的差距。

扫描电镜包括：表面形貌对比和原子序数对比。表面形态对比是由样品表面的不均匀性引起的。原子序数对比度是指扫描电子束入射到试样上时产生的背散射电子、吸收电子和X射线。它对微区原子序数的差异非常敏感。原子序数越大，图像越亮。二次电子受原子序数的影响较小。聚合物中各组分的平均原子序数差别不大；因此，只有一些特殊的聚合物多相体系才能使用这种对比度成像。