一、掃描電鏡概述

掃描電鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)是一種利用電場和磁場相互作用，使樣品表面的原子或分子在電場中產(chǎn)生漂移，然后通過磁場使這些原子或分子重新排列，*終形成一幅關(guān)于樣品表面結(jié)構(gòu)的圖像的顯微鏡。掃描電鏡具有高放大倍數(shù)、高分辨率、高靈敏度和廣泛的應(yīng)用范圍等優(yōu)點(diǎn)，已成為科學(xué)研究領(lǐng)域中不可或缺的重要工具。

二、掃描電鏡原理

1. 工作原理

掃描電鏡的工作原理是基于電子的衍射現(xiàn)象。當(dāng)電子束經(jīng)過樣品表面時(shí)，會(huì)受到表面原子或分子的散射和吸收，從而改變電子的能量和軌跡。通過對電子能量和軌跡的測量，可以得到樣品表面的結(jié)構(gòu)信息。

2. 主要部件

掃描電鏡主要由光源、光闌、樣品平臺(tái)、掃描線圈、電磁鐵、聚焦極和檢測器等部分組成。其中，光源是提供電子束的能量來源；光闌用于調(diào)節(jié)電子束的強(qiáng)度；樣品平臺(tái)用于放置待測樣品；掃描線圈用于控制電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡；電磁鐵用于改變樣品表面的電場分布；聚焦極用于調(diào)整電子束的聚焦效果；檢測器用于接收并處理電子束產(chǎn)生的信號(hào)。

三、掃描電鏡操作步驟

1. 準(zhǔn)備樣品

將待測樣品均勻涂覆在金屬襯底上，用去離子水清洗掉表面的雜質(zhì)和油污。然后將樣品固定在樣品平臺(tái)上，確保樣品表面平整且無氣泡。

2. 安裝掃描電鏡

將掃描電鏡按照說明書的要求組裝好，連接電源線和數(shù)據(jù)線。然后打開電源開關(guān)，等待儀器自檢完成。

3. 調(diào)節(jié)參數(shù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，調(diào)整光源強(qiáng)度、光闌大小、掃描速度等參數(shù)。同時(shí)，選擇合適的透射模式(如透射或反射)。

4. 觀察樣品圖像

將待測樣品放在樣品平臺(tái)上，調(diào)整聚焦極的位置，使樣品表面盡可能亮。然后按下“觀察”鍵，開始觀察樣品圖像。在觀察過程中，可以通過調(diào)整焦距和光圈來改變圖像的清晰度。

5. 數(shù)據(jù)采集與分析

按下“采集”鍵開始數(shù)據(jù)采集。采集完成后，可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)的分析處理。常用的分析軟件有ImageJ、Origin等。