掃描電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）于1965年左右發(fā)明，其利用二次電子、背散射電子及特征X射線(xiàn)等信號來(lái)觀(guān)察、分析樣品表面的形態(tài)、特征，是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀(guān)形貌觀(guān)察方法。

掃描電鏡可配備X射線(xiàn)能譜儀（EDS）、X射線(xiàn)波譜儀（WDS）和電子背散射衍射（EBSD）等附件，使分析顯微組織、織構、取向差和微區成分同時(shí)進(jìn)行。還可在樣品室內配備加熱、拉伸測試等裝置，從而對樣品進(jìn)行原位、動(dòng)態(tài)分析。

SEM如今在材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、考古學(xué)、地礦學(xué)以及微電子工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應用。

掃描電鏡（SEM）基本原理

掃描電鏡是利用電子槍發(fā)射電子束，高能入射電子轟擊樣品表面時(shí)，被激發(fā)的區域將產(chǎn)生二次電子、背散射電子、吸收電子、 俄歇電子、陰極熒光和特征 X射線(xiàn)等信號，通過(guò)對這些信號的接受、放大和顯示成像，可觀(guān)察到樣品表面的特征，從而分析樣品表面的形貌、結構、成分等。掃描電鏡主要利用二次電子、背散射電子和特征X射線(xiàn)等信號對樣品表面的特征進(jìn)行分析。

二次電子(SE)

二次電子指被入射電子激發(fā)出來(lái)的試樣原子中的外層電子。二次電子能量很低，只有靠近試樣表面幾納米深度內的電子才能逸出表面。因此，它對試樣表面的狀態(tài)非常敏感，主要用于掃描電鏡中試樣表面形貌的觀(guān)察。

背散射電子（BSE）

背散射電子是入射電子在試樣中經(jīng)散射（彈性和非彈性散射）后，再次逸出樣品表面的高能電子，其能量接近于入射電子能量。背散射電子的產(chǎn)額隨著(zhù)試樣原子序數的增大而增加，所以背散射電子信號的強度與樣品的化學(xué)組成有關(guān)，能顯示原子序數襯度，可用于對試樣成分作定性的分析。

二次電子像和背散射電子像的區別

二次電子成像是用被入射電子轟擊出的樣品外層電子成像，能量低，只能表征樣品表面，分辨率較高。

背散射電子是入射電子被樣品散射然后成像，能量很高，接近入射電子?？梢苑磻獦悠穬炔勘容^深的信息，分辨率相對較低。

特征X射線(xiàn)（EDS）

入射電子將試樣原子內層電子激發(fā)后，外層電子向內層電子躍遷時(shí)產(chǎn)生的具有特殊能量的電磁輻射。特征X射線(xiàn)的能量為原子兩殼層的能量差，而元素原子的各個(gè)電子能級能量為確定值，因此特征X射線(xiàn)可用于分析試樣的組成成分。