掃描電鏡（SEM）是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察手段，可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。

電鏡掃描下的果蠅

掃描電鏡的優點

①有較高的放大倍數，20-20萬倍之間連續可調；

②有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構；

③試樣制備簡單。

電鏡掃描下的面包黴菌

影響掃描電鏡

（SEM）

的幾大要素

分辨率

影響掃描電鏡的分辨本領的主要因素有：

A. 入射電子束束斑直徑：為掃描電鏡分辨本領的極限。一般，熱陰極電子槍的最小束斑直徑可縮小到6nm，場發射電子槍可使束斑直徑小于3nm。

B. 入射電子束在樣品中的擴展效應：擴散程度取決于入射束電子能量和樣品原子序數的高低。入射束能量越高，樣品原子序數越小，則電子束作用體積越大，産生信号的區域随電子束的擴散而增大，從而降低了分辨率。

C. 成像方式及所用的調制信号：當以二次電子為調制信号時，由于其能量低(小于50 eV)，平均自由程短（10~100 nm左右），隻有在表層50～100 nm的深度範圍内的二次電子才能逸出樣品表面， 發生散射次數很有限，基本未向側向擴展，因此，二次電子像分辨率約等于束斑直徑。

當以背散射電子為調制信号時，由于背散射電子能量比較高，穿透能力強，可從樣品中較深的區域逸出(約為有效作用深度的30％左右)。在此深度範圍，入射電子已有了相當寬的側向擴展，所以背散射電子像分辨率要比二次電子像低，一般在500～2000nm左右。

如果以吸收電子、X射線、陰極熒光、束感生電導或電位等作為調制信号的其他操作方式，由于信号來自整個電子束散射區域，所得掃描像的分辨率都比較低，一般在l000 nm或l0000nm以上不等。

電鏡掃描下的脂肪組織

放大倍數

掃描電鏡的放大倍數可表示為M =Ac/As式中，Ac—熒光屏上圖像的邊長；As—電子束在樣品上的掃描振幅。一般地，Ac 是固定的(通常為100 mm)，則可通過改變As 來改變放大倍數。

目前，大多數商品掃描電鏡放大倍數為20～20,000倍，介于光學顯微鏡和透射電鏡之間，即掃描電鏡彌補了光學顯微鏡和透射電鏡放大倍數的空擋。

景 深

景深是指焦點前後的一個距離範圍，該範圍内所有物點所成的圖像符合分辨率要求，可以成清晰的圖像；也即，景深是可以被看清的距離範圍。

掃描電子顯微鏡的景深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學顯微鏡大幾百倍。由于圖像景深大，所得掃描電子像富有立體感。電子束的景深取決于臨界分辨本領d0和電子束入射半角αc。其中，臨界分辨本領與放大倍數有關，因人眼的分辨本領約為0.2 mm, 放大後，要使人感覺物像清晰，必須使電子束的分辨率高于臨界分辨率d0 ：電子束的入射角可通過改變光闌尺寸和工作距離來調整，用小尺寸的光闌和大的工作距離可獲得小的入射電子角。

襯 度

襯度包括：表面形貌襯度和原子序數襯度。

表面形貌襯度由試樣表面的不平整性引起。

原子序數襯度指掃描電子束入射試祥時産生的背散射電子、吸收電子、X射線，對微區内原子序數的差異相當敏感。原子序數越大，圖像越亮。二次電子受原子序數的影響較小。高分子中各組分之間的平均原子序數差别不大；所以隻有—些特殊的高分子多相體系才能利用這種襯度成像。

| 特别鳴謝“儀器論壇”的牛牛0322版主

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