影響掃描電鏡（SEM）的四個(gè)基本要素

　　影響掃描電鏡（SEM）的四個(gè)基本要素

　　掃描電子顯微鏡（SEM）是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察方法它可以直接利用樣品表面材料的材料特性進(jìn)行顯微成像

　　一，放大倍數(shù)較高，可連續(xù)調(diào)整20至20萬(wàn)倍；

　　二，景深大，視野大，成像立體感強(qiáng)可直接觀察各種樣品不均勻表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)；

　　三，試樣制備簡(jiǎn)單。

　　影響掃描電鏡的分辨本領(lǐng)的主要因素有：

　　A.入射電子束光斑直徑：掃描電鏡分辨能力的極限一般來(lái)說(shuō)，熱陰極電子槍的最小束斑直徑可以減小到6nm，場(chǎng)發(fā)射電子槍可以使束斑直徑小于3nm

　　B.入射電子束在樣品中的膨脹效應(yīng)：擴(kuò)散程度取決于入射電子的能量和樣品的原子序數(shù)束流能量越高，樣品的原子序數(shù)越小，電子束的相互作用體積越大，信號(hào)產(chǎn)生區(qū)域隨電子束的擴(kuò)散而增大，從而降低了分辨率

　　C.使用的成像方式和調(diào)制信號(hào)：當(dāng)二次電子作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于其能量低（小于50ev），平均自由程短（10~100 nm左右），只有表面50-100nm范圍內(nèi)的二次電子才能從樣品表面逸出，散射次數(shù)非常有限基本上不向側(cè)面延伸，所以二次電子像的分辨率大約等于束斑直徑。當(dāng)后向散射電子作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于其能量高、穿透性強(qiáng)，可以從樣品較深的區(qū)域逃逸（約為有效效應(yīng)的30%深度）。在深度范圍內(nèi)，入射電子橫向擴(kuò)展，因此背散射電子像的分辨率比二次電子像的分辨率低，一般在500-2000nm左右。如果將吸收電子、x射線、陰極發(fā)光、束流誘導(dǎo)電導(dǎo)或電位作為調(diào)制信號(hào)的其他工作模式，由于信號(hào)來(lái)自整個(gè)電子束散射區(qū)，因此獲得的掃描圖像的分辨率相對(duì)較低，一般在1000納米或10000納米以上之間。

　　掃描電鏡的放大倍數(shù)可以表示為m=Ac/as，其中Ac-熒光屏上圖像的邊長(zhǎng)；as--樣品上電子束的掃描振幅。一般來(lái)說(shuō)，Ac 是固定（通常是100毫米），放大倍數(shù)可以通過(guò)改變as來(lái)改變目前大多數(shù)商品的掃描電鏡放大倍數(shù)為20-20000倍，介于光學(xué)顯微鏡和透射電鏡之間，即掃描電鏡彌補(bǔ)了光學(xué)顯微鏡和透射電鏡放大倍的差距

　　景深是指焦點(diǎn)前后的距離范圍該范圍內(nèi)所有物體所形成的圖像均滿(mǎn)足分辨率要求，可以是成清晰；也就是說(shuō)景深是一個(gè)清晰可見(jiàn)的距離范圍。掃描電子顯微鏡的視場(chǎng)深度是透射電子顯微鏡的10倍，是光學(xué)顯微鏡的數(shù)百倍。由于圖像景深較大，得到的掃描電子圖像具有很強(qiáng)的三維感。電子束的景深取決于電子束的臨界分辨力d0和入射半角αC臨界分辨率與放大倍數(shù)有關(guān)，因?yàn)槿搜鄣姆直媛始s為0.2毫米放大后，為了讓人感覺(jué)到物體圖像的清晰，電子束的分辨率必須高于臨界分辨率d0：電子束的輸入可以通過(guò)改變孔徑大小和工作距離來(lái)調(diào)節(jié)。利用小孔徑和大工作距離可以獲得小入射電子角

　　包括：表面形貌對(duì)比和原子序數(shù)對(duì)比。表面形貌對(duì)比度是由樣品表面的不均勻性引起的。原子序數(shù)對(duì)比度是指掃描電子束入射樣品時(shí)產(chǎn)生的后向散射電子、吸收電子和X射線，對(duì)微區(qū)原子序數(shù)的差異相當(dāng)敏感原子序數(shù)越高，圖像越亮二次電子受原子序數(shù)的影響較小聚合物中各組分的平均原子序數(shù)相差不大，因此只有一些特殊的多相聚合物體系才能使用這種對(duì)比成像。