扫描电子显微镜

　　扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器。具有景深大、分辨率高，成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点。另外具有可测样品种类丰富，几乎不损伤和污染原始样品以及可同时获得形貌、结构、成分和结晶学信息等优点。目前在化学领域特别是纳米材料领域有着极为广泛的应用。

　　二次电子像原理：

　　二次电子是由于被入射电子“碰撞”而获得能量，逃出样品表面的核外电子，其主要特点是：

　　(1)能量小于50eV，较易被检测器前端的电场吸引，因而阴影效应较弱。

　　(2)只有样品表面很浅(约10nm)的部分激发出的二次电子才能逃出样品表面,因此二次电子像分辨率较高。

　　(3)二次电子的产额主要取决于样品表面局部斜率，因此二次电子像主要是形貌像。

　　可看成由许多不同倾斜程度的面构成的凸尖、台阶、凹坑等细节组成，这些细节的不同部位发射的二次电子数不同，从而产生衬度。

　　二次电子像分辨率高、无明显阴影效应、场深大、立体感强，是扫描电镜的主要成像方式，特别适用于粗糙样品表面的形貌观察。

　　背散射电子像原理：

　　背散射电子是由样品“反射”出来的入射电子，其主要特点是：

　　(1)能量高，从50eV到接近入射电子的能量。

　　(2)穿透能力比二次电子强得多，可从样品中较深的区域逸出(微米级)，在这样的深度范围，入射电子已有相当宽的侧向扩展，因此在样品中产生的范围大，图像分辨率较低;

　　(3)背散射电子产额随原子序数增大而明显增加，即样品平均原子序数Z大的部位产生较强的背散射电子信号，在荧光屏上形成较亮的区域;而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子，在荧光屏上形成较暗的区域，这样就形成原子序数衬度(成分衬度)。

　　与二次电子像相比，背散射像的分辨率要低，主要应用于样品表面不同成分分布情况的观察，比如有机无机混合物、合金等。

　　但严格说，背散射电子也带有形貌信息，尤其是，由于能量高，背散射电子可以认为是直线行进，因而有明显的阴影效应，对于形貌起伏较大的样品表面，立体感甚至优于二次电子像。