? (5)样品的辐射损伤及污染程度小等。
? 局限性
? (1)分辨率还不够高(1-10nm)；
? (2)只能显示样品的表面形貌，无法显示内部详细结构。
? 应用
? ①观察纳米材料。所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或 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。
? ⑨进行动态观察。在扫描电镜中，成象的信息主要是电子 信息，根据近代的电子工业技术水平，即使高速变化的电 子信息，也能毫不困难的及时接收、处理和储存，故可进 行一些动态过程的观察，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，则可以通过电视装置，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。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10μ m到3μ m。
? 2) 物体发射电子 扫描电 镜观察和分析样品的表面 立体形貌
? 3) 物体反射电子 ? 4) 物体吸收电子
电子显微镜成像原理
扫描电子显微镜 （SEM ，Scanning Electron Microscope ）
? SEM是利用电子束在 样品表面扫描激发 出来代表样品表面 特征的信号成像的。 主要用来作微形貌 观察、显微成分分 析。分辨率可达到 1nm，放大倍数可达 5×105倍。
SEM 成像原理
透射电子显微镜 （TEM ，Transmission Electron Microscope ）
? TEM是采用透过薄膜样 品的电子束成像来显 示样品内部组织形态 和结构的。用于微结 构分析、微形貌观察。 分辨率可达到1－1nm， 放大倍数可达106倍
TEM 成像原理
电子探针显微分析 （EPMA ，Electron Probe Micro-Analysis ）：
? ④观察厚试样，其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和 最真实的形貌。
? ⑤观察试样的各个区域的细节。由于工作距离大（可大于 20mm）。焦深大（比透射电子显微镜大 10倍）。样品室的 空间也大。可以让试样在三度空间内有 6个自由度运动（即 三度空间平移、三度空间旋转）。且可动范围大，这对观 察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。
? STEM同时具有SEM和TEM的双重功能，如配上电子探针的附 件（分析电镜）则可实现对微观区域的组织形貌观察，晶 体结构鉴定及化学成分分析测试三位一体 的同位分析。
电子显微镜构成
SEM的构成
? 扫描电子显微镜是有电子光学系统，信号收集处理、图像 形显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成。电子光 学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。
Microscope ）
? 扫描透射电子显微镜既有透射电子显微镜又有扫描电子显 微镜的显微镜。象SEM一样，STEM用电子束在样品的表面扫 描，但又象TEM，通过电子穿透样品成像。 STEM能够获得 TEM所不能获得的一些关于样品的特殊信息。 STEM技术要求 较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比 TEM和SEM都 要复杂。
? 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，放大倍数的可变范围很 宽，且不用经常对焦。这对进行事故分析特别方便。
? ⑧观察生物试样。因电子照射而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。
? 优点
? (1)扫描电镜所用样品的制备方法简便(固定、干燥和喷金)， 不需经过超薄切片；
? (2)能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至 120mm×80mm×50mm。
? (3)扫描电镜所观察到图像景深长，图像富有立体感；扫描 电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍。
? (4)图象的放大范围广，分辨率也比较高。图像的 放大倍率 在很大范围内连续可变(101-105×)，分辨率介于光学显微 镜与透射电镜之间，可达3nm。
? ②进口材料断口的分析。由于图象景深大，故所得扫描电 子象富有立体感，具有三维形态，能够提供比其他显微镜 多得多的信息，扫描电镜所显示饿断口形貌从深层次，高 景深的角度呈现材料断裂的本质，在材料断裂原因的分析、 事故原因的分析已经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（背反射电子象）。
? 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。
? EPMA是利用聚焦的很细的电子束打在样品的微观区域，激 发出样品该区域的特征X射线，分析其X射线的波长和强度 来确定样品微观区域的化学成分。将 SEM和EPMA结合起来， 则可进行显微形貌观察，同时进行微区成分分析。
EPMA 工作原理
扫描透射电子显微镜 （STEM, Scanning Transmission Electron
TEM构成
EPMA构成
? 电子探针的构成除了 与扫描电镜结构相似 的主机系统以外，还 主要包括分光系统、 检测系统等部分。
? 电子探针主要由电子 光学系统（镜筒）， X射线谱仪和信息记 录显示系统组成。电 子探针和扫描电镜在 电子光学系统的构造 基本相同，镜分析应用
目录
? 电子显微镜与光学显微镜的对比 ? 电子显微镜分类 ? 电子显微镜原理 ? 电子显微镜构成 ? 电子显微镜特点及应用 ? 电子显微镜分布（武汉）
电子显微镜与光学显微镜的对比
电镜分类
? 根据电子束和样品之间作 用方式不同，可将电镜分 为4大类:
? 1) 物体透射电子 透射电 镜观察和分析样品的内部 结构