安徽ZEISS扫描显微镜

扫描电镜图像的形成需要各个系统相互配合，电子光学系统为扫描电镜提供的电子束，信号探测系统将电子束与样品相互作用产生的信号进行采集与处理。电子光学系统内容请参考往期文章，本篇主要对扫描电镜的信号探测系统进行介绍。

蔡司热场发射扫描电子显微镜SIGMA 500采用Gemini电子束非交叉光路设计，突破了传统设计中电子束交叉三次造成能量扩散的限制。束流适中，大大降低了色差对成像质量的影响。镜头镜筒内置电子束加速器，无需切换减速模式即可实现的低电压成像。低20V可成像，样品类型不受限制。透镜镜筒物镜采用静电透镜和电磁透镜相结合的方式，在工作距离范围内没有磁场，可在高倍率下观察磁性材料。环形二次电子探测器In-Lens安装在镜筒的正光路上。圆柱形一体化超大样品室配备5轴全自动中心样品台，可容纳直径250mm的超大样品。同一品牌的电子显微镜和光学显微镜可以组合观察(可选)，只有一个通用的样品架和配套的软件是Shuttle&Find，可以充分发挥光镜和电子镜各自的优势

特点
使用多视角成像功能查找样品在成像物镜中的佳位置
在进行样品信息的后期处理前，从不同视角采集信息对整个样品成像
通过重组不同视角的信息来提高图像的分辨率，然后使用特殊的去卷积算法进一步提高图像质量

扫描电子显微镜是利用材料表面微区的特征（如形貌、原子序数、化学成分、或晶体结构等）的差异，在电子束作用下通过试样不同区域产生不同的亮度差异，从而获得具有一定衬度的图像。成像信号是二次电子、背散射电子或吸收电子，其中二次电子是主要的成像信号[2]。图3为其成像原理图，高能电子束轰击样品表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。

扫描电镜是一种多功能的仪器、具有很多的性能、是用途为广泛的一种仪器．它可以进行如下基本分析： 
1、观察纳米材料
：
其具有很高的分辨率，可以观察组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内，在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。
2、材料断口的分析：
其景深大，图象富立体感，具有三维形态，能够从断口形貌呈现材料断裂的本质，在材料断裂原因的分析、事故原因的分析以及工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。 
3、直接观察大试样的原始表面：
它能够直接观察直径100mm，高50mm，或更大尺寸的试样，对试样的形状没有任何限制，粗糙表面也能观察，这便免除了制备样品的麻烦，而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度（背散射电子象）。
4、观察厚试样：
其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和真实的形貌。
5、观察试样的各个区域的细节：
试样在样品室中可动的范围非常大，可以在三度空间内有6个自由度运动（即三度空间平移、三度空间旋转），这对观察不规则形状试样的各个区域带来的方便。
6、在大视场、低放大倍数下观察样品，用扫描电镜观察试样的视场大：
大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的，如刑事侦察和考古。 
7、进行从高倍到低倍的连续观察：
扫描电镜的放大倍数范围很宽（从5到20万倍连续可调），且一次聚焦好后即可从高倍到低倍、从低倍到高倍连续观察，不用重新聚焦，这对进行分析特别方便。 
8、观察生物试样：
由于电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小，这一点对观察一些生物试样特别重要。 
9、进行动态观察：
如果在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件，则可以观察相变、断烈等动态的变化过程。 
10、从试样表面形貌获得多方面资料：
因为扫描电子象不是同时记录的，它是分解为近百万个逐次依此记录构成的。使得扫描电镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析，以及通过电子通道花样进行结晶学分析，选区尺寸可以从10μm到3μm。 
由于扫描电镜具有上述特点和功能，所以越来越受到科研人员的重视，用途日益广泛。现在扫描电镜已广泛用于材料科学（金属材料、非金属材料、纳米材料）、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害（火灾、失效分析）鉴定、刑事侦察、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。
设备厂家
德国蔡司、日本电子、日立、FEI等
测试机构
各大高校、科研院所等
疑难解答
1、样品导电性不好的话，对成像会有什么影响？
样品导电性不好会产生放电现象（也有人叫荷电现象）。像会有很亮很亮地方出现。解决办法：减低加速电压，用BSE探头，或者低真空[A10] 。
2、加高压及关高压后放气各有什么主意事项呢?
加高压般要达到额定真空，否则气体电离度大、损伤电子枪，但是电镜软件一般都已经设置好，不到工作真空，根本加不上去高压，所以只要能够加高压，也无其他特别的问题;做完电镜关闭高压，等30秒以上，待灯丝冷却后再放气为宜，主要也是为了保护电子枪。
3、SEM升样品台有什么主意事项呢?
样品台有它的额定移动距离，包括平面方向和上下方向，平面方向移动到极会有报警提示，看到提示往回移动即可。高度方向也如此，但是要注意向上移动时，要缓慢，要防止坚硬的试样撞击上方的探测器和极靴，损坏设备

扫描电镜及X射线能谱仪或电子探针为准确鉴定钢中非金属夹杂物属性提供了非常可靠的技术，他可以将D类等非金属夹杂物的二维和三维形貌、与所含元素的X射线元素面分布图、与其内含有元素或所含简单氧化物的重量百分数和原子百分数定量分析结果有机结合起来，对这种D类非金属夹杂物给出一个全新的诠释。由此，作者提出了非金属夹杂物的相结构概念