二次电子
ESE<50eV
10nm
更深处的二次电子 (主要是价电子)由于能 量小而无力逸出表面
二次电子 收集极 加速极
光电倍增管
样品
二次电子 发射系数

1 cos
0
10 20 30 40 50 60 70 8
theta/ °
0
0
L
45
2L
60
2L
electrons
153280 710 1329 1603 1750 2643 2913 3182 1083
800 1600 2400 3200 -1 Raman Shift / cm
Intensity
煤 矸 石
Raman Shift/cm-1
50 micron
50 micron
Li
Ls
Li M Ls
减小 扫描幅 度，可 以提高 放大倍 数。
有效放大倍数
将样品细节放大到人眼 刚能看清楚的放大倍数。
人眼分辨本领 M 有效 仪器分辨本领 0.1mm 0.1mm 10 , 000 5 10nm 110
分辨率无法通过 图像的放大来提高
粉煤灰
2 micron
蜘蛛毛
(伪彩色)
2000
10 micron
荧光粉 (ZnS)
1 micron
100,000X
200,000X
500,000X
1 kV
30 kV
扫 描 电 镜 成 像
背散射电 子检测器
二次电子 检测器
二次电子像
二次电子像是扫描电 镜中应用最广泛、分辨 本领最高的一种图像
10 micron
二次电子像反映形貌特征 背散射电子像反映元素分布
2 micron
煤矸石
207 464 2636 2917 3194
800 1600 2400 3200 Raman Shift / cm-1
1320 1605
Intensity
煤 矸 石
Raman Shift/cm-1
5 micron
10 micron
对比度
二次电子收集
5
5 mm
5
Nature,200,404:243
100nm
生长在碳电极表面上的纳米“碳树”
5 micron
1 micron
多孔SiC
二次电 子像的景 深比光学 显微镜的 大得多。 10 micron
大 眼 睛 !
大 眼 睛？
100 micron
背散射电子像
调节电 子束强度 调节电子 束斑大小
电子枪 阳极 聚光镜 光栏 聚光镜
物镜光栏 物镜 样品
扫描线圈 磁场驱动电子 束在样品表面 作光栅式逐点 扫描。
“物点” 与“象点” 在时间和 空间上一 一对应。
每张图 像像素超 过100万.
SEM放大倍数 荧光屏的边长 M 电子束的扫描宽度
100mm M 100 1mm
二次电子E<50eV 背散射电 子E>50eV
1 m
二次电子 收集极 加速极
光电倍增管
样品
检测器
背散射电子收集
背散射系数
n背散射电子数 N 入射电子数
ln Z 1 4 6 0.5
0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
0.0254 0.016Z 4 2 1.86 10 Z 7 3 8.3 10 Z
20 40 60 80 100 Atomic Number
背散射电子像是低分 辨率(60-100 nm)原子 序数像； 背散射电子像包含表 面平均原子序数分布和 形貌特征信息。
Au Ni
Cu
卡式插口断面
10 micron
细菌上附着的金粒子
1 micron
B4C中的TiB2
50 micron
图束 与物质相互作用所产生的二 次电子、背散射电子和X射 线进行成像和分析的仪器。
高能电 子经会聚透 镜和物镜聚 焦，在样品 表面形成一 细电子束。
电子枪 阳极 聚光镜 光栏 聚光镜 物镜光栏
物镜 样品
通常使 用多个磁透 镜，使电子 束交叉斑缩 小至5nm～ 1μm。
Scanning Electron Microscope
世界上第 一张SEM 照片 (1935)
第一台结构 完整的SEM (1951) Cambridge University
第一台 商品 SEM (1965)
SX-40
Akashi Seisakusho Ltd.
S-4800型 场发射SEM (Hitachi)