一、掃描電子顯微鏡的工作原理

掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣表麵逐點掃描成像。試樣為塊狀或粉末顆粒
，成像信號可以是二次電子
、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是最主要的成像信號。由電子槍發射的能量為5～35keV 的電子，以其交叉斑作為電子源，經二

級聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度和束斑直徑的微細電子束
，在掃描線圈驅動下，於試樣表麵按一定時間、空間順序作柵網式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用，產生二次電子發射（以及其它物理信號），二次電子

發(fa)射(she)量(liang)隨(sui)試(shi)樣(yang)表(biao)麵(mian)形(xing)貌(mao)而(er)變(bian)化(hua)。二(er)次(ci)電(dian)子(zi)信(xin)號(hao)被(bei)探(tan)測(ce)器(qi)收(shou)集(ji)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)電(dian)訊(xun)號(hao)，經(jing)視(shi)頻(pin)放(fang)大(da)後(hou)輸(shu)入(ru)到(dao)顯(xian)像(xiang)管(guan)柵(zha)極(ji)，調(tiao)製(zhi)與(yu)入(ru)射(she)電(dian)子(zi)束(shu)同(tong)步(bu)掃(sao)描(miao)的(de)顯(xian)像(xiang)管(guan)亮(liang)度(du)
，得(de)到(dao)反(fan)映(ying)試(shi)樣(yang)表(biao)麵(mian)形(xing)貌(mao)的(de)二(er)次(ci)電(dian)子(zi)像(xiang)。

二、掃描電鏡的特點

1.可以觀察直徑為0 ～30mm的大塊試樣（在半導體工業可以觀察更大直徑），製樣方法簡單。

2.場深大（三百倍於光學顯微鏡），適用於粗糙表麵和斷口的分析觀察；圖像富有立體感、真實感、易於識別和解釋。

3.放大倍數變化範圍大
，一般為15 ～200000 倍，對於多相、多組成的非均勻材料便於低倍下的普查和高倍下的觀察分析。

4.具有相當高的分辨率，一般為3.5 ～6nm。

5.可ke以yi通tong過guo電dian子zi學xue方fang法fa有you效xiao地di控kong製zhi和he改gai善shan圖tu像xiang的de質zhi量liang，如ru通tong過guo調tiao製zhi可ke改gai善shan圖tu像xiang反fan差cha的de寬kuan容rong度du
，使shi圖tu像xiang各ge部bu分fen亮liang暗an適shi中zhong。采cai用yong雙shuang放fang大da倍bei數shu裝zhuang置zhi或huo圖tu像xiang選xuan擇ze器qi，可ke在zai熒ying光guang屏ping上shang同tong時shi觀guan察cha不bu同tong放fang大da倍bei數shu的de圖tu像xiang或huo不bu同tong形xing式shi的de圖tu像xiang。

6.可進行多種功能的分析。與X射線譜儀配接，可在觀察形貌的同時進行微區成分分析；配有光學顯微鏡和單色儀等附件時，可觀察陰極熒光圖像和進行陰極熒光光譜分析等。

7.可使用加熱、冷卻和拉伸等樣品台進行動態試驗
，觀察在不同環境條件下的相變及形態變化等。

三、掃描電鏡的主要結構

1.電子光學係統：電子槍；聚光鏡（第一、第二聚光鏡和物鏡）；物鏡光闌。

2.掃描係統：掃描信號發生器；掃描放大控製器；掃描偏轉線圈。

3.信號探測放大係統：探測二次電子
、背散射電子等電子信號。

4.圖象顯示和記錄係統：早期SEM采用顯象管、照相機等。數字式SEM采用電腦係統進行圖象顯示和記錄管理。

5.真空係統：真空度高於10-4 Torr 。常用：機械真空泵

、擴散泵
、渦輪分子泵。

6.電源係統：高壓發生裝置
、高壓油箱。