SEM的分类和性能特点

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：SEM的分辨率介于透射电镜和光学显微镜之间，而放大倍数变化范围大，且能连续可调。SEM上可安装能谱仪、特殊样品台等多种附件。一般SEM均在高真空下工作，这就无法观察带有水分的或有挥发性物质的样品。可变气压扫描电镜也称低压扫描电镜，通常这类电镜的真空度在266 Pa左右，且可能不一定使用特殊的气体环境探测器。

1.SEM的性能特点

（1）分辨率高、放大范围广。SEM的分辨率介于透射电镜和光学显微镜之间，而放大倍数变化范围大（一般为10～200 000倍），且能连续可调。适合于多相、多组分的非均匀物质同时进行低倍观察和高倍分析。

（2）景深大。SEM有很深的景深（比光镜大100～500倍，比TEM大10倍），适合观察表面凹凸不平的样品，而且图像的三维立体感很强。

（3）样品制备简单。可以观察直径为0～30 mm的大块样品，不需复杂的制样过程。

（4）可进行多功能的分析。SEM上可安装能谱仪、特殊样品台等多种附件。不仅可以在形貌观察的同时进行微区成分分析，还可对样品进行加热、冷却或拉伸等动态试验，观察不同环境条件下样品的形态变化。

2.SEM的分类

根据SEM电子枪种类的不同，可将SEM分为热电子发射型和场发射型（包括冷场发射和热场发射）。

根据样品室的真空度分：高真空SEM、低真空SEM、环境扫描显微镜。

一般SEM均在高真空下工作，这就无法观察带有水分的（如生物样品）或有挥发性物质的样品。通常对含水的样品要采取先脱水的办法或冷冻的办法，但这样就无法观察到样品自然、真实的形状。为了满足这类需求，人们又研制出可变气压扫描电镜（VPSEM）和环境扫描电镜（ESEM）。这类电镜与传统的高真空电镜的主要不同在于：①使用了特殊的真空设计，把形成电子束及电子束在其中被聚焦的那部分镜筒真空（10-5 Torr）与样品腔的低真空（1 Torr）分隔开；②使用了可在低气压下使用的二次电子探测器。环境扫描电镜（ESEM）是FEI公司的专利商标，特指真空度能达到2 700 Pa和使用特殊气体环境探测器的扫描电镜。可变气压扫描电镜（VPSEM）也称低压扫描电镜（LVSEM），通常这类电镜的真空度在266 Pa左右，且可能不一定使用特殊的气体环境探测器。可变气压／环境扫描电镜不仅可观察含液体的样品和会放气、会挥发、会吸收的样品，还可以直接观察绝缘样品，而且能清晰地观察到多孔样品孔内的形态，这些都是传统SEM难以实现的功能。因此已成为扫描电镜发展的一个趋势（另一个趋势是高分辨率扫描电镜）。需要指出的是，这些扫描电镜往往也能在正常的高真空度下工作，这时的分辨率要好于低真空度下的分辨率。

SEM的分类和性能特点

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