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掃描電子顯微鏡工作原理及應(yīng)用
掃描電子顯微鏡工作原理及應(yīng)用

　　掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）是一種利用電子束掃描樣品表面，通過檢測電子與樣品相互作用產(chǎn)生的信號來獲得高分辨率微觀形貌圖像的儀器。其分辨率可達納米級（通常1-20 nm），遠高于光學(xué)顯微鏡。以下是掃描電子顯微鏡的核心要點：

　　工作原理
　　電子束生成

　　電子槍（鎢絲、六硼化鑭或場發(fā)射）發(fā)射高能電子束（通常0.1-30 keV）。

　　電磁透鏡聚焦電子束至極細的探針（直徑可小至1 nm）。

　　掃描與相互作用

　　電子束在樣品表面逐點掃描，與樣品原子相互作用，產(chǎn)生多種信號：

　　二次電子（SE）：反映表面形貌（主要成像信號）。

　　背散射電子（BSE）：反映成分差異（原子序數(shù) contrast）。

　　X射線：用于能譜分析（EDS）確定元素組成。

　　信號檢測與成像

　　探測器收集二次電子或背散射電子，信號轉(zhuǎn)換為電信號后生成高分辨率圖像。

　　應(yīng)用領(lǐng)域
　　材料科學(xué)

　　觀察金屬、陶瓷、高分子等材料的微觀結(jié)構(gòu)、斷口分析。

　　生物學(xué)

　　研究細胞、**、昆蟲等生物樣品（需臨界點干燥等特殊制樣）。

　　納米技術(shù)

　　表征納米顆粒、碳納米管、二維材料等。

　　半導(dǎo)體工業(yè)

　　檢測芯片電路、缺陷分析。

　　地質(zhì)學(xué)

　　分析礦物成分和微觀形貌。