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SEM掃描電鏡

發(fā)布時間：2023-04-17 19:37:32 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 54

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本文目錄:

1、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別
2、什么是掃描電鏡
3、飛納電鏡和sem有什么區(qū)別
4、掃描電鏡（SEM）能測出晶型嗎

SEM掃描電鏡

一、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別主要是名稱不同、工作原理不同、作用不同、

一、名稱不同

1、SEM，英文全稱：Scanningelectronmicroscope，中文稱：掃描電子顯微鏡。

2、TEM，英文全稱：TransmissionElectronMicroscope，中文稱：透射電子顯微鏡。

3、XRD，英文全稱：Diffractionofx－rays，中文稱：X射線衍射。

4、AES，英文全稱：AugerElectronSpectroscopy，中文稱：俄歇電子能譜。

5、STM，英文全稱：ScanningTunnelingMicroscope，中文稱：掃描隧道顯微鏡。

6、AFM，英文全稱：AtomicForceMicroscope，中文稱：原子力顯微鏡。

二、工作原理不同

1．掃描電子顯微鏡的原理是用高能電子束對樣品進行掃描，產(chǎn)生各種各樣的物理信息。通過接收、放大和顯示這些信息，可以觀察到試樣的表面形貌。

2．透射電子顯微鏡的整體工作原理如下：電子槍發(fā)出的電子束經(jīng)過冷凝器在透鏡的光軸在真空通道，通過冷凝器，它將收斂到一個薄，明亮而均勻的光斑，輻照樣品室的樣品。通過樣品的電子束攜帶著樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。通過樣品致密部分的電子數(shù)量較少，而通過稀疏部分的電子數(shù)量較多。

物鏡會聚焦點和一次放大后，電子束進入第二中間透鏡和第一、第二投影透鏡進行綜合放大成像。最后，將放大后的電子圖像投影到觀察室的熒光屏上。屏幕將電子圖像轉(zhuǎn)換成可視圖像供用戶觀察。

3、x射線衍射（XRD）的基本原理：當一束單色X射線入射晶體，因為水晶是由原子規(guī)則排列成一個細胞，規(guī)則的原子之間的距離和入射X射線波長具有相同的數(shù)量級，因此通過不同的原子散射X射線相互干涉，更影響一些特殊方向的X射線衍射，衍射線的位置和強度的空間分布，晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

4．入射的電子束和材料的作用可以激發(fā)原子內(nèi)部的電子形成空穴。從填充孔到內(nèi)殼層的轉(zhuǎn)變所釋放的能量可能以x射線的形式釋放出來，產(chǎn)生特征性的x射線，也可能激發(fā)原子核外的另一個電子成為自由電子，即俄歇電子。

5．掃描隧道顯微鏡的工作原理非常簡單。一個小電荷被放在探頭上，電流從探頭流出，穿過材料，到達下表面。當探針通過單個原子時，通過探針的電流發(fā)生變化，這些變化被記錄下來。

電流在流經(jīng)一個原子時漲落，從而非常詳細地描繪出它的輪廓。經(jīng)過多次流動后，人們可以通過繪制電流的波動得到構(gòu)成網(wǎng)格的單個原子的美麗圖畫。

6．原子力顯微鏡的工作原理：當原子間的距離減小到一定程度時，原子間作用力迅速增大。因此，樣品表面的高度可以直接由微探針的力轉(zhuǎn)換而來，從而獲得樣品表面形貌的信息。

SEM掃描電鏡

三、不同的功能

1．掃描電子顯微鏡（SEM）是介于透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察方法，可以直接利用樣品表面材料的材料性質(zhì)進行微觀成像。

掃描電子顯微鏡具有高倍放大功能，可連續(xù)調(diào)節(jié)20000～200000倍。它有一個大的景深，一個大的視野，一個立體的形象，它可以直接觀察到各種樣品在不均勻表面上的細微結(jié)構(gòu)。

樣品制備很簡單。目前，所有的掃描電鏡設備都配備了x射線能譜儀，可以同時觀察微觀組織和形貌，分析微區(qū)成分。因此，它是當今非常有用的科學研究工具。

2．透射電子顯微鏡在材料科學和生物學中有著廣泛的應用。由于電子容易散射或被物體吸收，穿透率低，樣品的密度和厚度會影響最終成像質(zhì)量。必須制備超薄的薄片，通常為50～100nm。

所以當你用透射電子顯微鏡觀察樣品時，你必須把它處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對于液體樣品，通常掛在預處理過的銅線上觀察。

3X射線衍射檢測的重要手段的人們意識到自然，探索自然，尤其是在凝聚態(tài)物理、材料科學、生活、醫(yī)療、化工、地質(zhì)、礦物學、環(huán)境科學、考古學、歷史、和許多其他領(lǐng)域發(fā)揮了積極作用，不斷拓展新領(lǐng)域、新方法層出不窮。

特別是隨著同步輻射源和自由電子激光的興起，x射線衍射的研究方法還在不斷擴展，如超高速x射線衍射、軟x射線顯微術(shù)、x射線吸收結(jié)構(gòu)、共振非彈性x射線衍射、同步x射線層析顯微術(shù)等。這些新的X射線衍射檢測技術(shù)必將為各個學科注入新的活力。

4，俄歇電子在固體也經(jīng)歷了頻繁的非彈性散射，可以逃避只是表面的固體表面原子層的俄歇電子，電子的能量通常是10～500電子伏特，他們的平均自由程很短，約5～20，所以俄歇電子能譜學調(diào)查是固體表面。

俄歇電子能譜通常采用電子束作為輻射源，可以進行聚焦和掃描。因此，俄歇電子能譜可用于表面微觀分析，并可直接從屏幕上獲得俄歇元素圖像。它是現(xiàn)代固體表面研究的有力工具，廣泛應用于各種材料的分析，催化、吸附、腐蝕、磨損等方面的研究。

5．當STM工作時，探頭將足夠接近樣品，以產(chǎn)生具有高度和空間限制的電子束。因此，STM具有很高的空間分辨率，可以用于成像工作中的科學觀測。

STM在加工的過程中進行了表面上可以實時成像進行了表面形態(tài)，用于查找各種結(jié)構(gòu)性缺陷和表面損傷，表面沉積和蝕刻方法建立或切斷電線，如消除缺陷，達到修復的目的，也可以用STM圖像檢查結(jié)果是好還是壞。

6．原子力顯微鏡的出現(xiàn)無疑促進了納米技術(shù)的發(fā)展。掃描探針顯微鏡，以原子力顯微鏡為代表，是一系列的顯微鏡，使用一個小探針來掃描樣品的表面，以提供高倍放大。Afm掃描可以提供各類樣品的表面狀態(tài)信息。

與傳統(tǒng)顯微鏡相比，原子力顯微鏡觀察樣品的表面的優(yōu)勢高倍鏡下在大氣條件下，并且可以用于幾乎所有樣品（與某些表面光潔度要求）并可以獲得樣品表面的三維形貌圖像沒有任何其他的樣品制備。

掃描后的三維形貌圖像可進行粗糙度計算、厚度、步長、方框圖或粒度分析。

二、什么是掃描電鏡

掃描電鏡即掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy，SEM)。掃描電子顯微鏡主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，即使用逐點成像的方法獲得放大像。

三、飛納電鏡和sem有什么區(qū)別

SEM掃描電鏡與透射電鏡的主要比較

發(fā)布時間：2021-05-17 21:45 原文鏈接： SEM掃描電鏡與透射電鏡的主要比較

　SEM掃描電鏡從電子槍陰極發(fā)出的直徑20-30μm的電子束，受到陰陽極之間加速電壓的作用，射向鏡筒，經(jīng)過聚光鏡及物鏡的會聚作用，縮小成直徑約幾毫微米的電子探針。在物鏡上部的掃描線圈的作用下，電子探針在樣品表面作光柵狀掃描并且激發(fā)出多種電子信號。這些電子信號被相應的檢測器檢測，經(jīng)過放大、轉(zhuǎn)換，變成電壓信號，后被送到顯像管的柵極上并且調(diào)制顯像管的亮度。顯像管中的電子束在熒光屏上也作光柵狀掃描，并且這種掃描運動與樣品表面的電子束的掃描運動嚴格同步，這樣即獲得襯度與所接收信號強度相對應的掃描電子像，這種圖象反映了樣品表面的形貌特征。第二節(jié)掃描電鏡生物樣品制備技術(shù)大多數(shù)生物樣品都含有水分，而且比較柔軟，因此在進行掃描電鏡觀察前，要對樣品作相應的處理。掃描電鏡樣品制備的主要要求是盡可能使樣品的表面結(jié)構(gòu)保存好，沒有變形和污染，樣品干燥并且有良好導電性能。

透射電子顯微鏡是用透過樣品的電子束使其成像的電子顯微鏡，在一個高真空系統(tǒng)中，由電子槍發(fā)射電子束，穿過被研究的樣品，經(jīng)電子透鏡聚焦放大，在熒光屏上顯示出高度放大的物像，常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

電子掃描顯微鏡是用電子探針對樣品表面掃描使其成像的電子顯微鏡。應用電子束在樣品表面掃描激發(fā)二次電子成像的電子顯微鏡。主要用于研究樣品表面的形貌與成分。

透射電鏡與掃描電鏡區(qū)別簡單來說：掃描電鏡是觀察樣品表面的結(jié)構(gòu)特征，透射電鏡是觀察樣品的內(nèi)部精細結(jié)構(gòu)。

四、掃描電鏡（SEM）能測出晶型嗎

理論上單純用SEM不能測出晶型，測晶型一般用XRD等儀器。掃描電鏡只能觀察形貌，分辨率可達亞微米級別。

不過對于特定的樣品，如果具有明確的晶型，借助SEM形貌有可能分析出晶型（比如一種物質(zhì)只有區(qū)別明顯的兩種晶型，借助確定的形貌可以推斷是那種晶型）。另外，SEM通過加裝EBSD附件，通過觀察也有可能觀察晶型

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