一、扫描电镜的工作原理

铄思百检测可提供扫描电镜检测服务，以下是扫描电镜的工作原理，扫描电镜的电子放大倍数可由十几倍连续变化到几十万倍。因此可以对样品的整个表面进行比较仔细的观察。

扫描电镜的根本原理是利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品, 通过光束与物质间的相互作用, 来激发各种物理信息, 对这些信息收集、放大、再成像以达到对物质微观形貌表征和观察。

扫描电镜的工作原理与光学显微镜或透射电镜不同，在光学显微镜和透射电镜下，全部图像一次显出，是“静态”的；而扫描电镜则是把来自二次电子的图像信号作为时像信号，将一点一点的画面“动态”地形成三维的图像，是研究三维表层构造的有利工具。

二、扫描成像过程

1、电子枪发射电子束

在高真空的镜筒中，在加速电压的作用下，由电子枪发射出来的电子束（直径50pm）经过电磁透镜系统加速会聚，形成直径为5 nm的细电子束，聚焦在样品表面上；

2、电子束在样品上做光栅状扫描

在第二聚光镜和物镜之间的偏转线圈的作用下，电子束在样品上做光栅状扫描，即在样品表面逐点扫描轰击。

（1）样品信号电子与轰击的电子束相互作用

入射电子束与样品原子核或核外电子发生多种相互作用，而被散射，引起电子束的运动方向或能量（或两者同时）发生变化，从而产生各种反映样品特征的信号。这些信号包括二次电子、背反射电子、透射电子、吸收电子、俄歇电子、电子电动势、阴极银光、X射线等，这些信号能够表征固体表面或内部的某些物理或化学性质。他们是各类电子束显微分析的物理基础。

图1 电子束轰击固体样品时发生的各种信号和深度

电子与样品的相互作用过程可分为弹性散射和非弹性散射过程两类。弹性散射与非弹性散射过程是同时发生的，前者使束电子偏离原来运动方向，后者使电子能量逐渐减少直至被样品全部吸收，因此限制了电子束的扩散范围，电子束的能量完全沉积在扩散区内，同时产生大量可检测的二次辐射，这个区域称为相互作用区。

相互作用区可以通过试验直接观察或由Monte Calro计算得到。通常，电子束能量越强，电子入射深度越深，相互作用越大（图2）。样品的原子序数越大，电子束在每走过单位距离所经受的弹性散射事件越多，其平均散射角度大，在样品中的穿透深度越浅（图3）。

图2 不同加速电压下，Monte Calro电子轨迹模拟图

图3 同样加速电压下，不用材料，Monte Calro电子轨迹模拟图

（2）探测器与放大器处理样品信号电子

信号电子经探测器收集并转换为光子，再通过电信号放大器加以放大处理，输入由显像管栅极控制的显像管，放大器能够调制荧光屏的亮度，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像，最终成像在显示系统上。

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