掃描電鏡的應用范圍

　　應用范圍：

　　掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多*的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進(jìn)行如下基本分析：

　　(1)三維形貌的觀(guān)察和分析；

　　(2)在觀(guān)察形貌的同時(shí)，進(jìn)行微區的成分分析。

　?、儆^(guān)察納米材料。所謂納米材料就是指組成材料的顆?；蛭⒕С叽缭?.1～100 nm范圍內，在保持表面潔凈的條件下加壓成型而得到的固體材料。納米材料具有許多與晶態(tài)、非晶態(tài)不同的、*的物理化學(xué)性質(zhì)。納米材料有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景，將成為未來(lái)材料研究的重點(diǎn)方向。掃描電子顯微鏡的一個(gè)重要特點(diǎn)就是具有很高的分辨率，現已廣泛用于觀(guān)察納米材料。

　?、谶M(jìn)行材料斷口的分析。掃描電子顯微鏡的另一個(gè)重要特點(diǎn)是景深大，圖象富有立體感。掃描電子顯微鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學(xué)顯微鏡大幾百倍。由于圖象景深大，故所得掃描電子象富有立體感，具有三維形態(tài)，能夠提供比其他顯微鏡多得多的信息，這個(gè)特點(diǎn)對使用者很有價(jià)值。掃描電子顯微鏡所顯示的斷口形貌從深層次、高景深的角度呈現材料斷裂的本質(zhì)，在教學(xué)、科研和生產(chǎn)中，有不可替代的作用，在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析以及工藝合理性的判定等方面是一個(gè)強有力的手段。

　?、壑苯佑^(guān)察大試樣的原始表面。它能夠直接觀(guān)察直徑100 mm，高50 mm，或更大尺寸的試樣，對試樣的形狀沒(méi)有任何限制，粗糙的表面也能觀(guān)察，這便免除了制備樣品的麻煩，而且能真實(shí)觀(guān)察試樣本身物質(zhì)成分不同的襯度（背反射電子象）。

　?、苡^(guān)察厚試樣。其在觀(guān)察厚試樣時(shí)，能得到高的分辨率和最真實(shí)的形貌。掃描電子顯微的分辨率介于光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡之間。但在對厚塊試樣的觀(guān)察進(jìn)行比較時(shí)，因為在透射電子顯微鏡中還要采用復膜方法，而復膜的分辨率通常只能達到10 nm，且觀(guān)察的不是試樣本身，因此，用掃描電子顯微鏡觀(guān)察厚塊試樣更有利，更能得到真實(shí)的試樣表面資料。

　?、萦^(guān)察試樣的各個(gè)區域的細節。試樣在樣品室中可動(dòng)的范圍非常大。其他方式顯微鏡的工作距離通常只有2～3cm，故實(shí)際上只許可試樣在兩度空間內運動(dòng)。但在掃描電子顯微鏡中則不同，由于工作距離大（可大于20 mm），焦深大（比透射電子顯微鏡大10倍），樣品室的空間也大，因此，可以讓試樣在三度空間內有6個(gè)自由度運動(dòng)（即三度空間平移，三度空間旋轉），且可動(dòng)范圍大，這對觀(guān)察不規則形狀試樣的各個(gè)區域細節帶來(lái)極大的方便。

　?、拊诖笠晥?chǎng)、低放大倍數下觀(guān)察樣品。用掃描電子顯微鏡觀(guān)察試樣的視場(chǎng)大。在掃描電子顯微鏡中，能同時(shí)觀(guān)察試樣的視場(chǎng)范圍F由下式來(lái)確定：F=L/M式中F——視場(chǎng)范圍；M——觀(guān)察時(shí)的放大倍數；L——顯象管的熒光屏尺寸。

　　若掃描電鏡采用的顯象管，放大倍數15倍時(shí)，其視場(chǎng)范圍可達20 mm。大視場(chǎng)、低倍數觀(guān)察樣品的形貌對有些領(lǐng)域是很必要的，如刑事偵察和考古。

　?、哌M(jìn)行從高倍到低倍的連續觀(guān)察。放大倍數的可變范圍很寬，且不用經(jīng)常對焦。掃描電子顯微鏡的放大倍數范圍很寬（從5到20萬(wàn)倍連續可調），且一次聚焦好后即可從高倍到低倍，從低倍到高倍連續觀(guān)察，不用重新聚焦，這對進(jìn)行事故分析特別方便。

　?、嘤^(guān)察生物試樣。因電子照射而發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小。同其他方式的電子顯微鏡比較，因為觀(guān)察時(shí)所用的電子探針電流?。ㄒ话慵s為10- 10～10- 12A）電子探針的束斑尺寸?。ㄍǔＪ? nm到幾十納米），電子探針的能量也比較?。铀匐妷嚎梢孕〉? kV），而且不是固定一點(diǎn)照射試樣，而是以光柵狀掃描方式照射試樣，因此，由于電子照射而發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小，這一點(diǎn)對觀(guān)察一些生物試樣特別重要。

　?、徇M(jìn)行動(dòng)態(tài)觀(guān)察。在掃描電子顯微鏡中，成象的信息主要是電子信息。根據近代的電子工業(yè)技術(shù)水平，即使高速變化的電子信息，也能毫不困難的及時(shí)接收、處理和儲存，故可進(jìn)行一些動(dòng)態(tài)過(guò)程的觀(guān)察。如果在樣品室內裝有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕等附件，則可以通過(guò)電視裝置，觀(guān)察相變、斷裂等動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。

　　10、從試樣表面形貌獲得多方面資料。在掃描電子顯微鏡中，不僅可以利用入射電子和試樣相互作用產(chǎn)生各種信息來(lái)成象，而且可以通過(guò)信號處理方法，獲得多種圖象的特殊顯示方法，還可以從試樣的表面形貌獲得多方面資料。因為掃描電子象不是同時(shí)記錄的，它是分解為近百萬(wàn)個(gè)逐次依此記錄構成的，因而使得掃描電子顯微鏡除了觀(guān)察表面形貌外，還能進(jìn)行成分和元素的分析，以及通過(guò)電子通道花樣進(jìn)行結晶學(xué)分析，選區尺寸可以從10μm到2μm。

　　由于掃描電子顯微鏡具有上述特點(diǎn)和功能，所以越來(lái)越受到科研人員的重視，用途日益廣泛。