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掃描電子顯微鏡(SEM)是一種介于透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種觀察手段。其利用聚焦的很窄的高能電子束來掃描樣品,通過光束與物質間的相互作用,來激發各種物理信息,對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達到1nm;放大倍數可以達到30萬倍及以上連續可調;并且景深大,視野大,成像立體效果好。此外,掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結合,可以做到觀察微觀形貌的同時進行物質微區成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應用。因此掃描電子顯微鏡在科學研究領域具有重大作用。
由于透射電鏡是TE進行成像的，這就要求樣品的厚度必須保證在電子束可穿透的尺寸范圍內。為此需要通過各種較為繁瑣的樣品制備手段將大尺寸樣品轉變到透射電鏡可以接受的程度。
SEM——利用極細電子束在被觀測樣品表面上進行掃描，通過分別收集電子束與樣品相互作用產生的一系列電子信息，經轉換、放大而成像的電子光學儀器。是研究三維表層構造的有利工具。
其工作原理為：
在高真空的鏡筒中，由電子槍產生的電子束經電子會聚透鏡聚焦成細束后，在樣品表面逐點進行掃描轟擊，產生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測器將各種電子信號接收后經電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
聚焦電子束對樣品表面掃描時，由于樣品不同部位表面的物理、化學性質、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發出的電子信息各不相同，導致顯像管的電子束強度也隨著不斷變化，最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結構相對應的圖像。根據探測器接收的電子信號的不同，可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
掃描電鏡分辨率可達50~100?，電子放大倍數可由十幾倍連續變化到幾十萬倍。因此可以對樣品的整個表面進行比較仔細的觀察。
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