当前课程知识点：现代材料分析方法 > 第二章 显微分析 > 2.8 扫描电镜的工作原理 > 扫描电镜的工作原理
大家好
我是暨南大学化学与材料学院的容建华老师
欢迎来到现代材料分析方法的课堂
本节课我们开始学习扫描电子显微镜
扫描电镜也是一种电子显微镜
但它和透射电镜的工作原理完全不同
咱们先来看看它的优点
首先它的分辨率非常高
目前扫描电镜的最高分辨率
已经达到了埃米级小于1nm了
第二 放大倍数变化范围很宽
并且连续可调
可以从十几倍到几百万倍连续调节
这一点比透射电镜更为便捷
第三 图像景深大
扫描电镜的图像是一种3D图像
立体感非常好
直观漂亮
第四制样简单
相对于透射电镜
扫描电镜的样品制备要简单得多
不处理或者稍加处理就可以直接进行观察
这样也可以使图像更接近于样品的真实状态
最后一点
功能性强
在利用扫描电镜进行图像观察的同时
还可以对样品微区进行化学成分和晶体学的分析
说了这么多扫描电镜的优点
接下来咱们来看看扫描电镜到底是怎样工作的
扫描电镜和透射电镜
都是采用电子束作为激发源
都用到电磁透镜
我们前面学过
透射电镜是利用电磁透镜的光学特性
来进行放大成像
类似于光学显微镜
是属于一次成像
而扫描电镜中
电磁透镜不是用来放大成像的
而是被用来把电子束聚焦成一个很细的电子束
这个电子束在样品表面某一个选定的范围内
按照一定的顺序逐点扫描照射
激发出各种物理信号
再利用这些信号在显示屏上成像
简单说就是
光栅扫描 逐点成像
比如说电子束照射到某一个点时
从样品表面激发出来二次电子
装在样品上方的探测器
将这些二次电子进行收集和处理
在扫描电镜的镜体之外
有一个显示屏
显示屏的点和样品上的点
有一一对应的关系
从样品表面某个点收集到的二次电子的数量
就被用来调制显示屏上相应的点的亮度
信号的数量越多
在荧光屏上对应的那个点就越亮
完成一个点的扫描和显示之后
再扫描下一个点
再显示
就这样在完成所有点的扫描之后
显示屏上就显示出样品的微观图像了
这个过程就是光栅扫描 逐点成像
在这里面
电子束的束斑大小非常关键
束斑越小
相当于成像单元的尺寸越小
也就是像素越小
得到的图像就会越清晰
分辨率越高
刚才提到的信号是二次电子
当入射的高能电子束照射到样品上时
会产生多种信号
比如二次电子 背散射电子
俄歇电子 特征X射线
还有吸收电子和透射电子等等
扫描电镜中主要是利用
从样品表面发射出来的这些信号
来进行成像
而透射电镜是利用
从样品背面透射出来的信号来成像
扫描电镜中利用的主要信号包括三种
二次电子
背散射电子
和特征X射线
当然
有的电镜也可以用
俄歇电子和吸收电子来成像
-1.1 X射线的性质及X射线的产生
-1.2 X射线谱
--X射线谱
-1.3 X射线与物质的作用
-1.4 衍射的几何条件
--衍射的几何条件
--衍射的几何条件-小测
-1.5 X射线的衍射方法
--X射线的衍射方法
--X射线的衍射方法-小测
-1.6 X射线的衍射数据
--X射线的衍射数据
--X射线的衍射数据-小测
-1.7 X射线衍射物相定性分析
--X射线衍射物相定性分析-小测
-1.8 物相定量分析方法
--物相定量分析方法
--物相定量分析方法-小测
-第一章测试题
-2.1 显微分析概论
--显微分析概论
-2.2 电子光学基础
--电子光学基础
-2.3 透射电子显微镜结构和成像原理（上）
-2.4 透射电子显微镜结构和成像原理（下）
-2.5 透射电镜的电子像衬度原理
-2.6 电子衍射
--电子衍射
-2.7 薄膜样品的制备
--薄膜样品的制备
-2.8 扫描电镜的工作原理
--扫描电镜的工作原理-小测
-2.9 电子束与固体的相互作用
--电子束与固体的相互作用-小测
-2.10 扫描电镜的结构和性能参数
--扫描电镜的结构和性能参数-小测
-2.11 二次电子像的衬度原理
--二次电子像的衬度原理-小测
-2.12 背散射电子像的衬度原理
--背散射电子像的衬度原理-小测
-2.13 波谱和能谱分析
--波谱和能谱分析
--波谱和能谱分析-小测
-2.14 扫描电镜的样品制备
--扫描电镜的样品制备-小测
-2.15 扫描隧道显微镜
--扫描隧道显微镜-测试
-2.16 原子力显微镜的工作原理及应用
--原子力显微镜的工作原理及应用-测试
-第二章测试题
-3.1 红外光谱概述与原理
--红外光谱概述与原理-小测
-3.2 红外光谱图解析与仪器构造
--红外光谱图解析与仪器构造-小测
-3.3 拉曼光谱概述与原理
--拉曼光谱概述与原理-小测
-3.4 拉曼光谱图解析和仪器构造
--拉曼光谱图解析和仪器构造-小测
-3.5 核磁共振氢谱的基本原理
-3.6 核磁共振谱仪的构造与氢谱解析
-3.7 质谱分析概述及原理
-3.8 离子的类型及质谱基本术语
-3.9 质谱分析及联用技术
-3.10 紫外-可见吸收光谱的基本原理
-3.11 紫外-可见吸收光谱的仪器构造与应用
-3.12 分子荧光光谱的基本原理
-3.13 分子荧光光谱的特征与仪器构造
-第三章测试题
-4.1 电子能谱概述
--电子能谱概述
-4.2 XPS基本原理
--XPS基本原理
-4.3 XPS结果分析
--XPS结果分析
-4.4 俄歇电子能谱(上)
-4.5 俄歇电子能谱(下)
-5.1 DTA基本原理
--DTA基本原理
-5.2 DTA基本结构
--DTA基本结构
-5.3 DTA曲线影响因素
-5.4 DTA定性定量分析
-5.5 DSC基本原理
--DSC基本原理
-5.6 热重法
--热重法
-第五章测试题