SEM顯微鏡（sem掃描電子顯微鏡）

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于SEM顯微鏡的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

• 1、SEM掃描電鏡圖怎么看，圖上各參數(shù)都代表什么意思

• 2、SEM與TEM的區(qū)別

• 3、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區(qū)別

• 4、SEM和TEM區(qū)別

一、SEM掃描電鏡圖怎么看，圖上各參數(shù)都代表什么意思

1、放大率：

與普通光學顯微鏡不同，在SEM中，是通過控制掃描區(qū)域的大小來控制放大率的。如果需要更高的放大率，只需要掃描更小的一塊面積就可以了。放大率由屏幕/照片面積除以掃描面積得到。

所以，SEM中，透鏡與放大率無關(guān)。

2、場深：

在SEM中，位于焦平面上下的一小層區(qū)域內(nèi)的樣品點都可以得到良好的會焦而成象。這一小層的厚度稱為場深，通常為幾納米厚，所以，SEM可以用于納米級樣品的三維成像。

3、作用體積：

電子束不僅僅與樣品表層原子發(fā)生作用，它實際上與一定厚度范圍內(nèi)的樣品原子發(fā)生作用，所以存在一個作用“體積”。

4、工作距離：

工作距離指從物鏡到樣品最高點的垂直距離。

如果增加工作距離，可以在其他條件不變的情況下獲得更大的場深。如果減少工作距離，則可以在其他條件不變的情況下獲得更高的分辨率。通常使用的工作距離在5毫米到10毫米之間。

5、成象：

次級電子和背散射電子可以用于成象，但后者不如前者，所以通常使用次級電子。

6、表面分析：

歐革電子、特征X射線、背散射電子的產(chǎn)生過程均與樣品原子性質(zhì)有關(guān)，所以可以用于成分分析。但由于電子束只能穿透樣品表面很淺的一層（參見作用體積），所以只能用于表面分析。

表面分析以特征X射線分析最常用，所用到的探測器有兩種：能譜分析儀與波譜分析儀。前者速度快但精度不高，后者非常精確，可以檢測到“痕跡元素”的存在但耗時太長。

觀察方法：

如果圖像是規(guī)則的（具螺旋對稱的活體高分子物質(zhì)或結(jié)晶），則將電鏡像放在光衍射計上可容易地觀察圖像的平行周期性。

尤其用光過濾法，即只留衍射像上有周期性的衍射斑，將其他部分遮蔽使重新衍射，則會得到背景干擾少的鮮明圖像。

擴展資料：

SEM掃描電鏡圖的分析方法：

從干擾嚴重的電鏡照片中找出真實圖像的方法。在電鏡照片中，有時因為背景干擾嚴重，只用肉眼觀察不能判斷出目的物的圖像。

圖像與其衍射像之間存在著數(shù)學的傅立葉變換關(guān)系，所以將電鏡像用光度計掃描，使各點的濃淡數(shù)值化，將之進行傅立葉變換，便可求出衍射像〔衍射斑的強度（振幅的2乘）和其相位〕。

將其相位與從電子衍射或X射線衍射強度所得的振幅組合起來進行傅立葉變換，則會得到更鮮明的圖像。此法對屬于活體膜之一的紫膜等一些由二維結(jié)晶所成的材料特別適用。

掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。通過對這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測試試樣表面形貌的觀察。

參考資料：百度百科-掃描電子顯微鏡

二、SEM與TEM的區(qū)別

一、性質(zhì)不同

1、SEM：根據(jù)用戶使用搜索引擎的方式利用用戶檢索信息的機會盡可能將營銷信息傳遞給目標用戶。

2、TEM：把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。

二、原理不同

1、TEM

（1）吸收像：當電子被發(fā)射到高質(zhì)量和高密度的樣品時，主要的相位形成是散射。當樣品的質(zhì)量和厚度較大時，電子的散射角較大，通過的電子較小，圖像的亮度較暗。早期透射電子顯微鏡（TEM）就是基于這一原理。

（2）衍射像：電子束被樣品衍射后，樣品不同位置的衍射波振幅分布對應(yīng)于樣品中晶體各部分的不同衍射能力。當出現(xiàn)晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與整個區(qū)域的衍射能力不同，使得衍射波的振幅分布不均勻，反映了晶體缺陷的分布。

2、SEM

（1）用戶搜索；

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（4）點擊內(nèi)容；

（5）瀏覽網(wǎng)站；

（6）咨詢搜索。

擴展資料：

TEM特點：

1、以電子束為光源，電磁場為透鏡。電子束的波長與加速電壓（通常為50-120千伏）成反比。

2、它由五部分組成：電子照明系統(tǒng)、電磁透鏡成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。

3、分辨率為0.2nm，放大倍數(shù)可達一百萬倍。

4、透射電鏡分析技術(shù)是一種高分辨率（1nm）高倍率的電子光學分析技術(shù)，它以波長很短的電子束為光源，聚焦于電磁透鏡成像。

5、用透射電鏡分析樣品，通常有兩個目的：一是獲得高倍率的電子圖像，二是獲得電子衍射圖樣。

6、透射電鏡常用于研究納米材料的結(jié)晶，觀察納米顆粒的形貌和分散度，測量和評價納米顆粒的粒徑。這是表征納米復合材料微觀結(jié)構(gòu)的常用技術(shù)之一。

參考資料來源：百度百科-TEM

參考資料來源：百度百科-搜索引擎營銷

三、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。

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(shè)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(yīng)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(yīng)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。

四、SEM和TEM區(qū)別

掃描電子顯微鏡 SEM(scanning electron microscope)

透射電鏡TEM (transmission electron microscope)

掃描電子顯微鏡

是1965年發(fā)明的較現(xiàn)代的細胞生物學研究工具，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(yīng)，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。掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的人射電子轟擊物質(zhì)表面時，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時，也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振蕩 (等離子體)。原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集，可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息;對x射線的采集，可得到物質(zhì)化學成分的信息。正因如此，根據(jù)不同需求，可制造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。

透射電鏡

是以電子束透過樣品經(jīng)過聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數(shù)為幾萬～幾十萬倍。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。其制備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。要在機體死亡后的數(shù)分鐘釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內(nèi)），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特制的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經(jīng)醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。電子束投射到樣品時，可隨組織構(gòu)成成分的密度不同而發(fā)生相應(yīng)的電子發(fā)射，如電子束投射到質(zhì)量大的結(jié)構(gòu)時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色。稱電子密度高（electron dense）。反之，則稱為電子密度低（electron lucent）。

以上就是關(guān)于SEM顯微鏡相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。

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