扫描电镜工作原理

扫描电镜（SEM）的工作原理基于电子与物质的相互作用。以下是SEM的主要工作原理：

1. 电子束的产生和聚焦 ：

电子枪发射直径约为20-35μm的电子束。

电子束在阳极（带正电荷）的高压加速下，通过一系列电磁透镜聚焦，形成直径为纳米级的狭窄电子束。

2. 电子束与样品的相互作用 ：

聚焦的电子束在样品表面进行光栅状扫描。

高能电子束与样品表面的原子和分子发生相互作用，产生多种信号，包括二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子等。

3. 信号的收集和分析 ：

探测器收集样品表面被激发产生的信号，如二次电子和背散射电子。

这些信号被转换成电信号，并通过放大器放大。

放大的电信号被用于调制显像管的电子束强度，改变显像管荧光屏上的亮度，形成与电子束同步扫描的图像。

4. 成像原理 ：

二次电子成像：二次电子能量较低，逃逸深度小，能提供样品表面的细节信息，分辨率高，通常为5-10nm。

背散射电子成像：背散射电子能量范围宽，分辨率一般为50-200nm，可以用来显示原子序数衬度，进行成分分析。

特征X射线成像：特征X射线能量和波长具有特征值，适用于表层化学成分分析。

5. 特殊之处 ：

SEM能够观察微小结构，分辨率远超光学显微镜。

利用电子束的扫描和不同信号的收集，SEM能够提供样品的形貌、结构、成分等信息。

以上是扫描电镜的基本工作原理。

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