扫描电子显微镜的基本原理

这里是TESCAN电镜学堂第三期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！第四节 各种信号与衬度的总结前面两节详细的介绍了扫描电镜中涉及到的各种电子信号、电流信号、电磁波辐射信号和各种衬度的关系，下面对常见的电子信号和衬度做一个总结，如图2-36和表2-4。图2-36 SEM中常见的电子信号和衬度关系表2-4 SEM中常见的电子信号和衬度关系第五节 荷电效应扫描电镜中还有一种不希望发生的现象，如荷电效应，它也能形成某些特殊的衬度。不过在进行扫描电镜的观察过程中，我们需要尽可能的避免。§1. 荷电的形成根据前面介绍的扫描电镜原理，电子束源源不断的轰击到试样上，根据图2-6，只有原始电子束能量在v1和v2时，二次电子产额δ才为1，即入射电子和二次电子数量相等，试样没有增加也没减少电子，没有吸收电流的形成。而只要初始电子束不满足这个条件，都要形成吸收电流以满足电荷的平衡， i0= ib+is+ia。要实现电荷平衡，就需要试样具备良好的导电性。对于导体而言，观察没有什么问题。但是对于不导电或者导电不良、接地不佳的试样来说，多余的电荷不能导走，在试样表面会形成积累，产生一个静电场干扰入射电子束和二次电子的发射，这就是荷电效应。荷电效应会对图像产生一系列的影响，比如：① 异常反差：二次电子发射受到不规则影响，造成图像一部分异常亮，一部分变暗；② 图像畸变：由于荷电产生的静电场作用，使得入射电子束被不规则偏转，结果造成图像畸变或者出现阶段差；③ 图像漂移：由于静电场的作用使得入射电子束往某个方向偏转而形成图像漂移；④ 亮点与亮线：带点试样经常会发生不规则放电，结果图像中出现不规则的亮点与亮线；⑤ 图像“很平”没有立体感：通常是扫描速度较慢，每个像素点驻留时间较长，而引起电荷积累，图像看起来很平，完全丧失立体感。如图2-37都是典型的荷电效应。图2-37 典型的荷电效应§2. 荷电的消除荷电的产生对扫描电镜的观察有很大的影响，所以只有消除或降低荷电效应，才能进行正常的扫描电镜观察。消除和降低荷电的方法有很多种，这里介绍一下常用的方法。首先，在制样环节就要注意以便减小荷电：1） 缩小样品尺寸、以及尽可能减少接触电阻：这样可以增加试样的导电性。2）镀膜处理：给试样镀一层导电薄膜，以改善其导电性，这也是使用的最多的方法。常用的镀膜有蒸镀和离子溅射两种，常用的导电膜一般是金au和碳，如果追求更好的效果，还可使用铂pt、铬cr、铱ir等。镀导电膜不但可以有效的改善导电性，还能提高二次电子激发率，而且现在的膜厚比较容易控制，一定放大倍数内不会对试样形貌产生影响。不过镀膜也有其缺点，镀膜之后会有膜层覆盖，影响样品的真实形貌的，严重的话还会产生假象，对一些超高分辨的观察或者一些细节（如孔隙、纤维）的测量以及eds、ebsd分析产生较大影响。如图2-38，石墨在镀pt膜后，产生假象；如图2-39，纤维在镀金之后，导致显微变粗，孔隙变小。图2-38 石墨镀金膜之后的假象图2-39 纤维在镀金前（左）后（右）的图像除了制样外，还要尽可能寻找合适的电镜工作条件，以消除或减弱荷电的影响：3） 减小束流：降低入射电子束的强度，可以减小电荷的积累。4） 减小放大倍数：尽可能使用低倍观察，因为倍数越大，扫描范围越小，电荷积累越迅速。5） 加快扫描速度：电子束在同一区域停留时间较长，容易引起电荷积累；此时可以加快电子束的扫描速度，在不同区域停留的时间变短，以减少荷电。6） 改变图像采集策略：扫描速度变快后，图像信噪比会大幅度降低，此时利用线积累或者帧叠加平均可以减小荷电效应同时提升信噪比。线积累对轻微的荷电有较好的抑制效果；帧叠加对快速扫描产生的高噪点有很好的抑制作用，但是图像不能有漂移，否则会有重影引起图像模糊。如图2-40，样品为高分子球，在扫描速度较慢时，试样很容易损伤而变形，而快速扫描同时进行线积累的采集方式，试样完好且图像依然有很好的信噪比。图2-40 高分子球试样在不同扫描方式下的对比7）降低电压：减少入射电子束的能量（降至v2以内）也能有效的减少荷电效应。如图2-41，试样是聚苯乙烯球，加速电压在5kV下有明显的荷电现象，降到2kV下荷电基本消除。不过随着加速电压的降低，也会带来分辨率降低的副作用。图2-41 降低加速电压消除荷电影响8）用非镜筒内二次电子探测器或者背散射电子探测器观察：在有大量荷电产生的时候，会有大量的二次电子被推向上方，倒是镜筒内二次电子接收的电子信号量过多，产生荷电，尤其在浸没式下，此时使用极靴外的探测器，其接收的电子信号量相对较少，可以减弱荷电效应，如图2-42；另外，背散射电子能量高，其产额以及出射方向受荷电的影响相对二次电子要小很多，所以用bse像进行观察也可以有效的减弱荷电效应，如图2-43，氧化铝模板在二次电子和背散射图像下的对比。图2-42 镜筒内（左）和镜筒外（右）探测器对荷电的影响图2-43 SE（左）和BSE（右）图像对荷电的影响9） 倾转样品：将样品进行一定角度的倾转，这样可以增加试样二次电子的产额，从而减弱荷电效应。 除此之外，电镜厂商也在发展新的技术来降低或消除荷电，最常见的就是低真空技术。低真空技术是消除试样荷电的非常有效的手段，但是需要电镜自身配备这种技术。10）低真空模式：低真空模式下可以利用电离的离子或者气体分子中和产生的荷电，从而在不镀膜或者不用苛刻的电镜条件即可消除荷电效应。不过低真空条件下，原始电子束会被气体分子散射，所以分辨率、信噪比、衬度都会有一定的降低。如图2-44，生物样品在不镀导电膜的情况下即可实现二次电子和背散射电子的无荷电效应的观察。图2-44 低真空BSE（左）和SE（右）的效果对比福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。奖品公布上期获奖的这位童鞋，请您关注“TESCAN公司”微信公众号，后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。【本期问题】低真空模式下，空气浓度高低对消除荷电能力的强弱有什么影响？（快关注微信去留言区回答问题吧~）简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请关注微信查阅以下文章：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理

自1965年第一台商品扫描电镜问世以来，经过50多年的不断改进，扫描电镜的分辨率已经大大提高，而且大多数扫描电镜都能与X射线能谱仪等附件或探测器组合，成为一种多功能的电子显微仪器。在材料领域中，扫描电镜发挥着极其重要的作用，可广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究，如图1所示的纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜。图1 纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜场发射扫描电镜组成结构可分为镜体和电源电路系统两部分，镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空系统组成，电源电路系统为单一结构组成。1.1 电子光学系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。1.2 信号收集检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系统的调制信号。1.3 真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作，防止样品污染，一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。1.4 电源电路系统电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护电路所组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。图3为扫描电镜工作原理示意图，具体如下：由电子枪发出的电子束在加速电压（通常200V～30kV）的作用下，经过两三个电磁透镜组成的电子光学系统，电子束被聚成纳米尺度的束斑聚焦到试样表面。与显示器扫描同步的电子光学镜筒中的扫描线圈控制电子束，在试样表面的微小区域内进行逐点逐行扫描。由于高能电子束与试样相互作用，从试样中发射出各种信号（如二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子、阴极荧光、吸收电子等）。图3 扫描电镜的工作原理示意图这些信号被相应的探测器接收，经过放大器、调制解调器处理后，在显示器相应位置显示不同的亮度，形成符合人类观察习惯的二维形貌图像或者其他可以理解的反差机制图像。由于图像显示器的像素尺寸远大于电子束斑尺寸，且显示器的像素尺寸小于等于人类肉眼通常的分辨率，显示器上的图像相当于把试样上相应的微小区域进行了放大，而显示图像有效放大倍数的限度取决于扫描电镜分辨率的水平。早期输出模拟图像主要采用高分辨照相管，用单反相机直接逐点记录在胶片上，然后冲洗相片。随着电子技术和计算机技术的发展，如今扫描电镜的成像实现了数字化图像，模拟图像电镜已经被数字电镜取代。扫描电镜是科技领域应用最多的微观组织和表面形貌观察设备，了解扫描电镜的工作原理及其应用方法，有助于在科学研究中利用好扫描电镜这个工具，对样品进行全面细致的研究。转载文章均出于非盈利性的教育和科研目的，如稿件涉及版权等问题，请立即联系我们，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权益。

Hello，好久不见距离上次更新已有时日，这段时间小编没密集更新是因为知道大家在忙着立新年flag！但2018年的计划一定不能少的是跟随tescan电镜学堂持续输入电镜知识，稳定输出科研成果！ 这里是TESCAN电镜学堂第7期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！第二节 特殊试样的处理对于一些特殊的试样，除了常规制样方法外，可能还需要一定的特殊处理。§1. 金相试样金相试样要经过严格的抛光程序，为了在电镜下观察能有更好的衬度，需要进行一定的腐蚀处理。不同的金属需要不同的腐蚀剂以及腐蚀时间，这需要去慢慢摸索。腐蚀不能过度，否则表面会有太多的腐蚀坑，此外，腐蚀剂要清洗干净。§2. 生物试样对于生物样品，为了保证在电镜样品室的高真空下不发生变形而保持原貌，需要对试样进行一系列的处理，需要经过清洗、固定、脱水、干燥等步骤。① 清洗：试样取材好后可用生理盐水或缓冲液清洗，或用5%的苏打水清洗；用超声震荡或酶消化的方法进行处理。② 固定：常用戊二醛及锇酸双固定。③ 脱水：样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水，然后进入中间液，一般用醋酸异戊酯作中间液。④ 干燥：可用空气干燥法、临界点干燥、冷冻干燥等方法。§3. 石墨烯试样石墨烯是近年特别火热的样品，不过利用扫描电镜进行石墨烯的观察需要一定的技巧，否则难以有很好的说服力。理论上石墨烯厚度非常小，在扫描电镜下难以有很好的衬度。而那些铺展的很平整，却有着很好的明暗衬度的试样，本人觉得只能算是石墨薄片而不能算石墨烯。扫描电镜分辨率还不足以观察到石墨烯的碳原子结构，也没有探测器能证明其碳结构，不过扫描电镜可以定性判断其膜层的厚薄，当然这需要特殊的制样。我们可先对硅片这种平整基底镀上一层较厚的金膜，然后将石墨烯分散镀金硅片上。我们对镀金的形貌有着非常清晰的认识，如果表面有一层石墨烯的话，金膜就会像蒙了一层纱一样。石墨烯膜层越薄，金颗粒越清楚；反之如果金颗粒越不清楚，则膜层越厚；当完全看不见金颗粒时，则膜层已经相当厚，完全不算是石墨烯了，这点可以通过蒙特卡罗模拟来得到印证。之所以选择先镀金，就是让被覆盖的与未被覆盖的区域进行一个对比，这样可以定性判断石墨烯的膜厚。图4-9 石墨烯分散在硅片和镀金硅片上的对比如图4-9，左边四张图片是石墨烯直接分散在硅片上，因为没有参照物，只能判断出不同区域的厚薄，而这些厚薄是否能达到石墨烯要求的水准则难以判断；而右边六张图片是分散在镀金硅片上的图片，我们很容易通过与空白处金颗粒的对比来大致判断其膜层厚度是否符合石墨烯的要求。第三节 试样的放置问题 试样在放入电镜室中需要满足一定的几何条件。首先，一次性放置多个样品时，尽量保持高度一致。遇到高度不等的情况，可以将较矮的样品放置在加高台上，如图4-10。将不同高度的样品垫平。 图4-10gm-163-r样品台其次，样品如果表面凹凸不平，如断口材料或楔形样品，在放置样品的时候尽量将要观察的区域的朝着eds或etd的方向，避免在电镜观察时，因为观察面背向探测器而有强烈的阴影或者没有eds信号。还有，对于截面样品观察，有时候并非在90度的绝对垂直下效果最好。特别是对于一些膜面质量不是很好有点撕裂的薄膜，有时候倾转一点的角度，在非正入射的条件下有更好的立体感和景深，有时候更能观察到膜面和基体的结合情况。不过在进行测量的时候要记住需要进行倾斜修正。如图4-11上图，在正90度下虽然能观察到膜面，但是膜面质量的好坏及整体情况却无法判断，而在70度下则能看出膜层的整体情况。将倍数放大后，也可看到70度下有更好的景深和立体感，也更有助于进行膜面和基底结合的判断。 图4-11 膜的截面在90度和70度倾转下的对比再如图4-12，试样为两层同样成分的薄膜，如果在正90度下进行观察，膜之间的界线很不明显，而如果旋转到55度，可以发现膜在断裂过程中有发生“错位”地方，这个角度的观察使得对膜层的观察更加清楚。图4-12 双层膜的截面在90度和55度倾转下的对比特别是一些半导体的截面样品，时常都是先在非正入射的情况下进行观察，再转到90度的情况下进行测量。?福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。?奖品公布上期获奖的这位童鞋，请后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 【本期问题】截面样品观察，是否一定是在90°的绝对垂直下效果最好，为什么？（快去留言区回答问题领取奖品吧→）简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。这里插播一条重要消息： TESCAN服务热线 400-821-5286 开通“应用”和“维修”两条专线啦！按照语音提示呼入帮你更快找到想要找的人 ↓ 往期课程，请关注“TESCAN公司”微信公众号查看：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统

这里是TESCAN电镜学堂第6期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！样品制备对扫描电镜观察来说也至关重要，样品如果制备不好可能会对观察效果有重大影响。通常希望观察的样品有尽可能好的导电性，否则会引起荷电现象，导致电镜无法进行正常观察；另外样品还需要有较好的导热性，否则轰击点位置温度升高，使得试样中的低熔点组分挥发，形成辐照损伤，影响真实的形貌观察。如果要进行EDS/WDS/EPMA定量检测，还需要样品表面尽可能平整。第一节 常规样品制备样品制备主要包括取样、清洗、粘样、镀膜处理几个步骤。§1. 取样在进行扫描电镜实验时，在可能的条件下，试样应该尽量小，试样有代表性即可。特别在分析不导电试样时，小试样能改善导电性和导热性能。另外，大试样放入样品室会有较多气体放出，特别是多孔材料，不但影响真空度，还大幅度增加抽真空的时间，可能也会引入更多的污染。因此对于多孔材料在放入电镜前，可以在不损伤样品的前提下，对样品进行一定的热处理，比如电吹风吹，红外灯烘烤，或者放入烘箱低温加热一段时间，将其空隙的气体排出，以减小进入电镜后的抽真空时间。对于薄膜截面来说最好能够进行切割、镶嵌、抛光等处理。在镶嵌时最好能将试样一分为二，将要观察的膜面朝里然后对粘，然后再进行镶嵌、抛光处理。这样做的好处是避免在抛光过程中因为膜面和镶嵌料之间的力学性能有一定的差异，而引起薄膜的脱落或者出现裂纹和缝隙，如图4-1。对粘后的膜面两面力学性能一样，会改善此种情况。 图4-1 单膜面力学性能不对称引起的损伤对于比较软的样品在制截面时，一般不要用剪刀直接剪断，直接剪断的截面经过了剪切的拉扯，质量较差。可以考虑用锋利的刀片切断，比如手术刀片等。或者在将试样浸泡在液氮中进行冷冻脆断。在冷冻脆断前可以先切一个小缺口，这样冻硬的样品可以顺着切口用较小的力就可发生断裂。有条件的话可以考虑用截面离子束抛光或者FIB抛光。对于粉末样品来说，取样要少量，否则粉末堆叠在一起会影响导电性和稳定性。粉末样品团聚严重的话，可以考虑将粉末混合在易挥发溶剂中（如纯水、乙醇、正己烷、环己烷等），配成一定浓度的悬浊液，用超声分散，然后取小滴滴在试样座或者硅片、铜（铝）导电胶带上。此时不要使用碳导电胶带，因为碳导电胶带不够致密，会使得样品嵌入在空隙中影响观察。等待溶剂挥发干燥后，粉体靠表面吸附力粘附在基底上，如图4-2。 图4-2 粉末超声分散制样不过值得注意的是溶剂的选择，溶剂不能对要观察的试样有影响，否则会改变试样的初始形貌而使得图像失真。如图4-3，高分子球样品在用水稀释分散后仍为球形，而用无水乙醇分散后，形貌发生了变化。 图4-3 水（左）和乙醇（右）稀释分散对形貌的影响§2. 清洗试样尽可能保证新鲜，避免沾染油污。特别是不要直接用手直接接触试样，以免沾染油脂。清洁不仅仅是针对试样的要求，同样还包括了样品台。样品台要做到经常用无水乙醇进行清洗。§3. 粘样试样的粘贴应该尽量保持平稳、牢固，并尽可能减少接触电阻，以增加导电性和导热性。特别是对于底面不平整的试样，最好用银胶进行粘贴，让银胶填满缝隙以保证平稳。如果要进行EBSD测试，最好也用银胶。EBSD采集要经过70度的倾转，重力力矩较大，而导电胶带有一定的弹性，可能会因为重力缘故而逐步拉伸，导致样品漂移。此外，平时大多数试样都是采用碳导电胶带进行粘贴，不过如果要进行极限分辨率的观察，最好也用银胶，以进一步增加导电性。我们粘贴样品的目的是使得样品要观察的表面要能和样品台底座之间具有导电通路，而不是仅仅认为表面导电就好。样品表面导电性再好，如果没有导电通路和样品台联通的话，仍然会有荷电。特别是对于不规则样品，更要注意粘贴时候的导电通路。如图4-4，左边与中间的表面并未和样品台导通，属于不合理的粘贴，而右边形成了通路，是合理的粘贴方式。 图4-4 合理（右）与不合理（左、中）的粘贴对于很多规则样品，比如块体或者薄片样品，也存在很多不合理的粘贴方式。很多人认为试样有一定的导电性，就将试样直接粘在导电胶带上，如图4-5左。样品表面和样品台之间依然会出现没有通路的情况，有时即使样品导电性好，可能也会因为有较大的接触电阻使得图像有微弱的荷电或者在大束流工作下有图像漂移。而图4-5右，则是开始将导电胶带故意留一段长度，将多余的长度反粘到试样表面去。这样使得不管样品体内导电性如何，表面都能通过导电胶带形成通路。而且即使样品整个体内都有较好的导电性，连接到表面的导电胶带相当于一个并联电路，并联电路的总电阻总是小于任何一个支路的电阻，所以无论试样的导电性任何，都应习惯性的将一段导电胶带连接到表面，以进一步减小接触电阻，增强导电性。 图4-5 将导电胶带延伸到试样表面的粘贴 对于粉末试样的粘贴，也是要少量，避免粉末的堆叠影响导电性和导热性。粉体可以取少量直接撒在试样座的双面碳导电胶上，用表面平的物体，例如玻璃板或导电胶带的蜡纸面压紧，然后用洗耳球吹去粘结不牢固的颗粒，如图4-6左。如果粉末量很少，无法用棉签或药勺进行取样，也可将碳导电胶带直接去粘贴粉末，如图4-6右。 图4-6 粉末试样的粘贴方法§4. 镀膜对于导电性不好的试样，我们通常可以选择镀膜处理。通常情况我们选择镀金Au膜，如果对分辨率有较高的要求，可以选择镀铂Pt、铬Cr、铱Ir。如果要对样品进行严格的EDS定量分析，则不能镀金属膜，因为金属膜对X射线有较强的吸收，对定量有较大影响，此时可选用蒸镀碳膜。现在的镀膜设备一般都能精确控制膜厚，通常镀5nm的薄膜就足够改善导电性，对于有些特殊结构的试样，比如海绵或泡沫状，表面不致密，即使镀较厚的导电层，也难以形成通路。所以我们镀膜尽量控制在10nm以下，如果镀10nm的导电膜仍没有改善导电性，继续增加镀膜也没有意义。一般镀金的话在10万倍左右就能看见金颗粒，镀铂的话可能需要放大到20万倍才能看见铂颗粒，而镀铬或者铱则需要放大到接近30万倍。所以对于导电性不好的试样来说，可以根据需要选择不同的镀膜。镀膜之后，由金属膜代替试样来发射二次电子，而一般镀的金、铂都有较高的二次电子激发率，在镀膜之后还能增强信号强度和衬度，提升图片质量。只要镀膜不会掩盖试样的真实细节，完全可以进行镀膜处理，而不用纠结于一定要不镀膜进行观察，除非有特别不能镀膜的要求。当然，对于要求倍数特别高或者严格测量的一些观察要求，则要谨慎镀膜处理。毕竟在高倍数下，镀膜会掩盖一定的形貌，或者使测量产生偏差。如图4-7，左边是镀金处理的PS球在SEM下的测量结果，右边是TEM直接拍摄的结果，可以发现SEM的测量结果大约在195nm左右，而TEM的测量结果在185nm左右，这就是因为给PS球镀了5nm金而引起直径扩大了10nm左右。 图4-7 PS球在SEM下镀膜观察和TEM直接观察的对比除了不导电样品需要镀膜，对于一些导热性不佳的试样，有时也需要镀膜。电子束轰击试样时，很多能量转变成热能，使得轰击点温度升高，升高温度表达式为ΔT(K) = 4.8 × VI / kd其中，V为加速电压、I为束流、d为电子束直径，k为试样热导率。对于导热性差的试样，k较低，ΔT有时能接近1000K，很容易对试样造成损伤。比如有时候对高分子样品进行观察时，会发现样品在不断的变化，其实是样品受到电子束轰击造成了辐照损伤损伤，如图4-8。而经过镀膜后，可以提高热导率，降低升温程度，避免样品受到电子束辐照损伤。 图4-8 电子束辐照损伤【福利时间】每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【奖品公布】上期获奖的这位童鞋，请后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 【本期问题】如果要对样品进行严格的EDS定量分析，可以镀金属膜吗，为什么？（快关注“TESCAN公司”微信公众号去留言区回答问题领取奖品吧→）简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。这里插播一条重要消息：TESCAN服务热线 400-821-5286 开通“应用”和“维修”两条专线啦！按照语音提示呼入帮你更快找到想要找的人 ↓ 往期课程，请关注“TESCAN公司”微信公众号查看： 电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统

这里是TESCAN电镜学堂第四期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！扫描电子显微镜主要由电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、样品室样品台、电源系统和计算机控制系统等组成。第一节 电子光学系统电子光学系统主要是给扫描电镜提供一定能量可控的并且有足够强度的，束斑大小可调节的，扫描范围可根据需要选择的，形状完美对称的，并且稳定的电子束。电子光学系统主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成，如图3-1。图3-1 SEM的电子光学系统§1. 电子枪（Electron Gun）电子枪是产生具有确定能量电子束的部件，是由阴极（灯丝）、栅极和阳极组成。灯丝主要有钨灯丝、LaB6和场发射三类。① 钨灯丝电子枪：如图3-2，灯丝是钨丝，在加热到2100K左右，电子能克服大约平均4.5eV的逸出功而逃离，钨灯丝是利用热效应来发射电子。不过钨灯丝发射电子效率比较低，要达到实用的电流密度，需要较大的钨丝发射面积，一般钨丝电子源直径为几十微米。这样大的电子源直径很难进一步提高分辨率。还有，钨灯丝亮度差、电流密度低、单色性也不好，所以钨灯丝目前最高只能达到3nm的分辨率，实际使用的放大倍数均在十万倍以下。不过由于钨灯丝价格便宜，所以钨灯丝电镜得到了广泛的应用。图3-2 钨灯丝电子枪② LaB6电子枪：要提高扫描电镜的分辨率，就要提高电子枪的亮度。而一些金属氧化物或者硼化物在加热到高温之后（1500～2000K），也能克服平均逸出功2.4eV而发射热电子，比如LaB6，曲率半径为几微米。LaB6灯丝亮度能比钨灯丝提高数倍。因此LaB6灯丝电镜有比钨灯丝更好的分辨率。除了LaB6外，类似的还有CeB6等材料。不过目前在扫描电镜领域，LaB6灯丝价格并不便宜，性能相对钨灯丝提升有限，另外就是场发射的流行，使得LaB6灯丝的使用并不多见。图3-3 LaB6电子枪② 场发射电子枪：1972年，拥有更高亮度、更小电子束直径的场发射扫描电镜（FE-SEM）实现商品化，将扫描电镜的分辨率推向了新的高度。场发射电子枪的发射体是钨单晶，并有一个极细的尖端，其曲率半径为几十纳米到100nm左右，在钨单晶的尖端加上强电场，利用量子隧道效应就能使其发射电子。图3-4为场发射电子枪的结构示意图。钨单晶为负电位，第一阳极也称取出电极，比阴极正几千伏，以吸引电子，第二阳极为零电位，以加速电子并形成10nm左右的电子源直径。图3-5为场发射电子枪的钨单晶灯丝结构，只有钨灯丝支撑的非常小的尖端为单晶。图3-4 场发射电子枪结构示意图图3-5 场发射电子枪W单晶尖端场发射电子枪又分为冷场发射和热场发射。热场发射的钨阴极需要加热到1800K左右，尖端发射面为100或111取向，单晶表面有一层氧化锆（如图3-6），以降低电子发射的功函数（约为2.7eV）。图3-6 热场发射电子枪钨单晶尖端冷场发射不需加热，室温下就能进行工作，其钨单晶为310取向，逸出功最小，利用量子隧道效应发射电子。冷场电子束直径，发射电流密度、能量扩展（单色性）都优于热场发射，所以冷场电镜在分辨率上比热场更有优势。不过冷场电镜的束流较小（一般为2nA），稳定性较差，每个几小时需要加热（Flash）一次，对需要长时间工作和大束流分析有不良影响。不过目前Hitachi最新的冷场SEM，束流已经能达到20nA，稳定性也比以往提高了很多，能够满足一些短时间EBSD采集的需要，不过对于WDS、阴极荧光等分析还不够。热场发射虽然电子束直径、能量扩展不及冷场，但是随着技术的发展，其分辨率也越来越接近冷场的水平，有的甚至还超越了冷场。特别是热场电镜束流大，稳定性好，有着非常广阔的应用范围。从各个电镜厂商对待冷场和热场的态度来看，欧美系厂商钟情于热场电镜，而日系厂商则倾向于冷场电镜。不过目前日系中的日本电子也越来越多的推出热场电镜，日立也逐步推出热场电镜，不过其性能与自家的冷场电镜相比还有较大差距。① 各种类型电子源对比：各类电子源的对比如表3-1。表3-1 不同电子源的主要参数SEM的分辨率与入射到试样上的电子束直径密切相关，电子束直径越小，分辨率越高。最小的电子束直径D的表达式为：其中D为交叉点电子束在理想情况下的最后的束斑直径，CS为球差系数、CC为色差系数、ΔV/V0为能量扩展、I为电子束流、B为电子源亮度，a为电子束张角。由此可以看出，不同类型的电子源，其亮度、单色性、原始发射直径具有较大的差异，最终导致聚焦后的电子束斑有明显的不同，从而使得不同电子源的电镜的分辨率也有如此大的差异。通常扫描电镜也根据其电子源的类型，分为钨灯丝SEM和冷场发射SEM、热场发射SEM。§2. 电磁透镜电磁透镜主要是对电子束起汇聚作用，类似光学中的凸透镜。电磁透镜主要有静电透镜和磁透镜两种。① 静电透镜一些特定形状的并成旋转对称的等电位曲面簇可以使得电子束在库仑力的作用下进行聚焦，形成这些等电位曲面簇的装置就是静电透镜，如图3-7。图3-7 静电透镜静电透镜在扫描电镜中使用相对较少。不过电子枪外的栅极和阳极之间，自然就形成了一个静电透镜。另外一些特殊型号的电镜在某些地方采用了所谓的静电透镜设计。② 磁透镜电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用，进而产生聚焦作用。能使产生这种旋转对称非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的线圈装置，就是磁透镜，如图3-8。图3-8 磁透镜磁透镜主要有两部分组成，如图3-9。第一部分是软磁材料（如纯铁）制成的中心穿孔的柱体对称芯子，被称为极靴。第二部分是环形极靴的铜线圈，当电流通过线圈的时，极靴被磁化，并在心腔内建立磁场，对电子束产生聚焦作用。图3-9 磁透镜结构磁透镜主要包括聚光镜和物镜，靠近电子枪的透镜是聚光镜，靠近试样的是物镜，如图3-10。一般聚光镜是强励磁透镜，而物镜是弱励磁透镜。图3-10 聚光镜和物镜聚光镜的主要功能是控制电子束直径和束流大小。聚光镜电流改变时，聚光镜对电子束的聚焦能力不一样，从而造成电子束发散角不同，电子束电流密度也随之不同。然后配合光阑，可以改变电子束直径和束流的大小，如图3-11。当然，有的电镜不止一级聚光镜，也有的电镜通过改变物理光阑的大小来改变束流和束斑大小。图3-11 聚光镜改变电流密度、束斑和束流物镜的主要功能是对电子束做最终聚焦，将电子束再次缩小并聚焦到凸凹不平的试样表面上。虽然电磁透镜和凸透镜非常像似，不过电子束轨迹和光学中的光线还是有较大差别的。几何光学中的光线在过凸透镜的时候是折线；而电子束在过磁透镜的时候，由于洛伦兹力的作用，其轨迹是既旋转又折射，两种运动同时进行，如图3-12。图3-12 电子束在过磁透镜时的轨迹§3. 光阑一般聚光镜和物镜之间都有光阑，其作用是挡掉大散射角的杂散电子，避免轴外电子对焦形成不良的电子束斑，使得通过的电子都满足旁轴条件，从而提高电子束的质量，使入射到试样上的电子束直径尽可能小。电镜中的光阑和很多光学器件里面的孔径光阑或者狭缝非常类似。光阑一般大小在几十微米左右，并根据不同的需要选择不同大小的光阑。有的型号的SEM是通过改变光阑的孔径来改变束流和束斑大小。一般物镜光阑都是卡在一个物理支架上，如图3-13。图3-13 物理光阑的支架在电镜的维护中光阑的状况十分重要。如果光阑合轴不佳，那将会产生巨大的像散，引入额外的像差，导致分辨率的降低。更有甚者，图像都无法完全消除像散。另外光阑偏离也会导致电子束不能通过光阑或者部分通过光阑，从而使得电子束完全没有信号，或者信号大幅度降低，有时候通过的束斑也不能保持对称的圆形，如图3-14，从而使得电镜图像质量迅速下降。还有，物镜光阑使用时间长了还会吸附其它物质从而受到污染，光阑孔不再完美对称，从而也会引起额外的像差，信号的衰弱和图像质量的降低。图3-14 光阑偏离后遮挡电子束因此，光阑的清洁和良好的合轴，对扫描电镜的图像质量来说至关重要。光阑的对中调节目前有手动旋拧和电动马达调节两种方式。TESCAN在电镜的设计上比较有前瞻性，所有型号的电镜都采用了中间镜技术，利用电磁线圈代替了传统的物镜光阑。中间镜是电磁线圈，可以受到软件的自动控制，并且连续可调，所以TESCAN的中间镜相当于是一个孔径可以连续可变的无极孔径光阑，而且能实现很多自动功能。 §4. 扫描系统① 扫描系统扫描系统是扫描电镜中必不可少的部件，作用是使电子束偏转，使其在试样表面进行有规律的扫描，如图3-15。图3-15 扫描线圈改变电子束方向扫描系统由扫描发生器和扫描线圈组成。扫描发生器对扫描线圈发出周期性的脉冲信号，如图3-16，扫描线圈通过产生相应的电场力使得电子束进行偏转。通过对X方向和Y方向的脉冲周期不同，从而控制电子束在样品表面进行矩形的扫描运动。此外，扫描电镜的像素分辨率可由X、Y方向的周期比例进行控制；扫描的速度由脉冲频率控制；扫描范围大小由脉冲振幅进行控制；另外改变X、Y方向脉冲周期比例以及脉冲的相位关系，还可以控制电子束的扫描方向，即进行图像的旋转。图3-16 扫描发生器的脉冲信号另外，从扫描发生器对扫描线圈的脉冲信号控制就可以看出，电子束在样品表面并不是完全连续的扫描，而是像素化的逐点扫描。即在一个点驻留一个处理时间后，跳到下一个像素点。值得注意的是扫描电镜的放大率由扫描系统决定，扫描范围越大，相应的放大率越小；反之，扫描的区域越小，放大率越大。显示器观察到的图像和电子束扫描的区域相对应，SEM的放大倍数也是由电子束在试样上的扫描范围确定。① 放大率的问题有关放大率，目前不同的电镜上有不同的形式，即所谓的照片放大率和屏幕放大率，不同的厂家或行业有各自使用上的习惯，故而所用的放大率没有明确说明而显得不一样。这只是放大率的选择定义不一样而已，并不存在放大率不同的问题。首先是照片放大率。照片放大率使用较早，在数字化还不发达的年代，扫描电镜照片均是用照片冲洗出来。业内普遍用宝丽来的5英寸照片进行冲洗。所用冲洗出来的照片的实际长度除以照片对应样品区域的实际大小之间的比值，即为照片放大率。不过随着数字化的到来，扫描电镜用冲洗出来的方式进行观察已经被淘汰，扫描电镜几乎完全是采用显示器直接观察。所以此时用显示器上的长度除以样品对应区域的实际大小，即为屏幕放大率。同样的扫描区域，照片放大率和屏幕放大率会显示为不同的数值。不过不管采用何种放大倍数，在通常的图片浏览方式下，其放大率通常都不准确。对于照片放大率来说，只有将电镜图像冲印成5英寸宝丽来照片时观察，其实际放大倍数才和照片放大率一致，否则其它情况都会存在偏差；对屏幕放大率来说，只有将电镜照片在控制电镜的电脑上，按照1：1的比例进行观察时，实际放大倍数才和屏幕放大率一致。否则照片在电脑上观察时放大、缩小、或者自适应屏幕，或者照片被打印成文档、或者被投影出来、或者不同的显示器之间会有不同的像素点距，都会造成实际放大率和照片上标出的放大率不同。不过不管如何偏差，照片上的标尺始终一致。所以在针对放大率倍数发生争执时，首先要弄清楚照片上标的放大倍数为何种类型，尽量回避放大率的定义，改用视野宽度或者标尺来进行比对。 §5. 物镜扫描电镜的物镜也是一组电磁透镜，励磁相对较弱，主要用于电子束的最后对焦，其焦距范围可以从一两毫米到几厘米范围内做连续微小的变化。① 物镜的类型：物镜技术是相对来说比较复杂，不同型号的电镜可能其它部件设计相似，但是在物镜技术上可能有较大的差异。目前场发射的物镜通常认为有三种物镜模式，即所谓的全浸没式、半磁浸没式和无磁场式，如图3-17。或者各厂家有自己特定的名称，但是业界没有统一的说法，不过其本质是一样的。图3-17 全浸没式（左）、无磁场式（中）、半磁浸没式（右）透镜A．全浸没式：也被称为In-LensOBJ Lens，其特点是整个试样浸没在物镜极靴以及磁场中，顾名思义叫全浸没模式。但是其试样必须做的非常小，插入到镜筒里面，和TEM比较类似。这种电镜在市场里面非常少，没有引起人们的足够重视。B．无磁场式：也叫Out-lensOBJ Lens，这也是电镜最早发展起来的，大部分钨灯丝电镜都是这种类型的物镜。此类电镜的特点是物镜磁场开口在极靴里面，所以物镜产生的磁场基本在极靴里面，样品附近没有磁场。但是绝对不漏磁是不可能的，只要极靴留有让电子束穿下来的空隙，就必然会有少量磁场的泄露。这对任何一家电镜厂商来说都是一样，大家只能减少漏磁，而不可能彻底杜绝漏磁，因为磁力线总是闭合的。采用这种物镜模式的电镜漏磁很少，做磁性样品是没有问题的。特别是TESCAN的极靴都采用了高导磁材料，进一步减少了漏磁。TESCAN的VEGA、MIRA、LYRA系列均是采用此种物镜。C． 半磁浸没式：为了进一步提高分辨率，厂商对物镜做了一些改进。比较典型的就是半浸没式物镜，也叫semi-in-lens OBJ Lens。因为全浸没式物镜极少，基本别人忽视，所以有时候也把半浸没式物镜称为浸没式物镜。半浸没式物镜的特点是极靴的磁场开口是在极靴外面，故意将样品浸没在磁场中，以减少物镜的球差，同时产生的电子信号会在磁场的作用下飞到极靴里面去，探测器在极靴里面进行探测。这种物镜最大的优点是提高了分辨率，但是缺点是对磁性样品的观察能力相对较弱。为了弥补无磁场物镜分辨率的不足和半浸没物镜不能做磁性样品的缺点，半磁浸没物镜的电镜一般将无磁场式物镜和半磁浸没式物镜相结合，形成了多工作模式。从而兼顾无磁场和半浸没式的优点，做特别高的分辨率时，使用浸没式物镜（如TESCAN MAIA3和GAIA3的Resolution模式），做磁性样品的时候，关闭浸没式物镜使用一般的物镜（如TESCAN的Field模式）。从另一个角度来说，在使用无磁场模式物镜时，对应的虚拟透镜位置在镜筒内，距离样品位置较远；使用半浸没式物镜时，对应的透镜位置在极靴下，距离样品很近。根据光学成像的阿贝理论也可以看出，半浸没式物镜的分辨率相对更高，如图3-18。图3-18 无磁场式（左）和半磁浸没式（右）透镜对应的位置① 物镜的像差电磁透镜在理想情况下和光学透镜类似，必须满足高斯成像公式，但是光学不可避免的存在色差和像差以及衍射效应，在电子光学中一样存在。再加上制造精度达不到理论水平，磁透镜可能存在一定的缺陷，比如磁场不严格轴对称分布等，再加上灯丝色差的存在，从而使得束斑扩大而降低分辨率。所以减少物镜像差也一直是电镜在不断发展的核心技术。A．衍射的影响：由于高能电子束的波长远小于扫描电镜分辨率，所以衍射因子对分辨率的影响较小。图3-19 球差、色差、衍射的对束斑的影响B．色差的影响：色差是指电子束中的不同电子能量并不完全相同，能量范围有一定的展宽，在经过电磁透镜后焦点也不相同，导致束斑扩大。不同的电子源色差像差很大，也造成了分辨率的巨大差异。C．像差的影响：像差相对来说比较复杂，在传统光学理论中，由于成像公式都是基于旁轴理论，所以在数学计算上做了一定的近似。不过如果更严格的考虑光学成像，就会发现在光学成像中存在五种像差。a. 球差：电子在经过透镜时，近光轴的电子和远光轴电子受到的折射程度不同，从而引起束斑的扩大。而电镜中的电子束不可能细成完美的一条线，总会有一定的截面积，故而球差总是存在。不过球差对扫描电镜的影响相对较小，对透射电镜的影响较大。b. 畸变：原来横平竖直的直线在经过透镜成像后，直线变成曲线，根据直线弯折的情况分为枕形畸变和桶形畸变，如图3-20。不过在扫描电镜中因为倍数较大，所以畸变不宜察觉，但是在最低倍率下能观察到物镜的畸变。特别是扫描电镜的视场往往有限，有的型号的电镜具有了“鱼眼模式”，虽然增加了视场但却增加了畸变。TESCAN的电镜很有特点，利用了独特的技术，既保证了大视野，又将畸变减小到了最低甚至忽略不计，如图3-21。图3-20 透镜的畸变图3-21鱼眼模式和TESCAN的视野模式c. 像散：像散是由透镜磁场非旋转对称引起的一种像差，使得本应呈圆形的电子束交叉点变成椭圆。这样一个的束斑不再是完美对称的圆形，会严重影响电镜的图像质量。以前很多地方都说极靴加工精度、极靴材料不均匀、透镜内线圈不对称或者镜头和光阑受到污染，都会产生像散。但是，像散更是光学中的一种固有像差，即使极靴加工完美，镜头、光阑没有污染，也同样会有像散。当然由于加工及污染的问题，会进一步加大像散的影响。在光学理论中，不在光轴上的物点经过透镜后，用屏去截得到的光斑一般不再是圆形。其中有三个特殊位置如图3-23，一个叫做明晰圆位置，这里的光斑依然是圆形；而另外两个特殊的位置称为子午与弧矢，这里截到的是两条正交的直线；其它任意位置截到的是一个会随位置而变化的椭圆。图3-22 电镜中的消像散图3-23 光学理论中的像散 对于电子束来说也一样，原来圆形的束斑在经过电磁透镜后，会因为像散的存在变得不再是完美的圆形，引起图像质量的降低。要消除像散需要有消像散线圈，它可以产生一个与引入像散方向相反、大小相等的磁场来抵消像散，为了能更好的抵消各个方向的像散，消散线圈一般都是两组共八级线圈，构成一个米字形，如图3-24。如果电镜的像散没有消除，那么图像质量会受到极大的影响。图3-24 八级消像散线圈d. 慧差和像场弯曲：慧差也总是存在的，只是在扫描电镜中不易被发觉，不过在聚焦离子束中对中状况不好时可以发现慧差的存在；由于扫描电镜的成像方式和TEM等需要感光器件的仪器不同，像场弯曲在扫描电镜中也很难发现。慧差和像场弯曲在扫描电镜中都可以忽略。 福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。奖品公布上期获奖的这位童鞋，请后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。【本期问题】哪种物镜设计的扫描电镜可以观测磁性样品（特指可充磁性样品）？（快关注微信去留言区回答问题吧~）简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请关注微信“TESCAN公司”查阅以下文章：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应

2014年5月26日-30 日，天美（中国）科学仪器有限公司在北京总部应用实验室举办了日立场发射扫描电子显微镜SU-8000用户培训班，本次培训班共有来自中国科学院微生物研究所、中科院北京纳米能源与系统研究所、长春师范大学、北京市神经外科研究所、沈阳芯源微电子设备有限公司、帝人（中国）纤维商品开发有限公司、陕西新光源科技有限责任公司等单位的13位用户参加。　　此次培训为期五天。首日，电镜应用工程师高敞为大家讲解了日立场发射扫描电子显微镜SU8000的基本原理及操作和应用技巧，并针对用户的疑问进行了交流。第二天和第三天，工程师在电镜实验室分别介绍了仪器、软件操作界面，并现场演示了拍摄样品时参数及条件的选择。用户也亲自尝试了不同参数对样品信息的影响，收到良好的效果。第四天，日立工程师金相会就电镜的烘烤、机械合轴等日常维护做了详细的介绍，用户亲自动手练习，加深了印象。最后一天，工程师对用户在具体使用中的问题进行了答疑，对客户带来的疑难样品进行了现场电镜观察，得到了满意的图片结果，让用户亲身体会到了如何进行条件的选择。用户之间也相互交流使用经验及技巧。最后，为各位参加培训班的用户颁发了证书，为理论考试中成绩优异的几位用户颁发了奖品作为纪念。　　此次培训班为用户巩固了理论知识，解决了用户在操作中遇到的难题，为用户在日后更好地使用场发射扫描电子显微镜SU8000提供了帮助，得到了用户的一致好评。　　为了便于广大用户更好的使用公司的产品，天美（中国）全年针对不同产品开设各类培训，更多相关课程欢迎您关注天美公司官网和微博。公司介绍： 　　天美(中国)科学仪器有限公司(“天美(中国)”)是天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)的全资子公司，从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。天美(中国)在北京、上海、等全国15个城市均设立办事处，为各地的客户提供便捷优质的服务。 　　天美(控股)是一家从事设计、研发、生产和分销的科学仪器综合解决方案的供应商。继2004年於新加坡SGX主板上市后，2011年12月21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298)，成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极拓展国际市场，先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司和英国Edinburgh等多家海外知名生产企业，加强了公司产品的多样化。 更多详情欢迎访问天美(中国)官方网站：http://www.techcomp.cn

尊敬的用户： 承蒙您使用日立扫描电镜，非常感谢！应广大用户的要求，天美公司2010年度第四期&ldquo 日立S-4800冷场发射扫描电子显微镜应用技术培训班&rdquo 将于 2010 年 11 月 22 日至 11 月 26 日在 北京（天美公司） 举行。培训班内容：一． 日立S-4800冷场发射SEM的硬件结构及工作原理 二． 日立S-4800冷场发射SEM的软件界面和参数设置三． 日立S-4800冷场发射SEM上机操作及样品观测四． Horiba能谱的基本原理及上机操作 说明：1、培训班报名对象：已购买日立场发射扫描电镜（包括型号为S-4800、S-4700），具有3个月以上操作经验，且未参加过天美公司培训班的客户。名额：每个客户单位可以有1位或2位人员参加培训班。由于实验室空间有限，本次报名人数限定在14~15人，报满为止。2、时间安排：2010年 11 月 22 日上午9点开始正式上课。具体上课时间为：上午9:00-12:00；下午13:30-16:30。上课地点在天美（中国）科学仪器有限公司北京总部。3、费用：此次培训天美公司负责提供相关的培训资料、场地、仪器等，中午负责工作餐，其他住宿、交通等生活费用请自理。4、外地用户可以自己预订宾馆，如需天美公司帮助预定房间，请提前通知会务人员。天美公司北京总部附近的宾馆有：宾馆1：西海饭店地址：北京市鼓楼西大街62号（天美公司对面）价格：标准双人房 190（有网络无早餐）电话： 010-64026866；010-64079775宾馆2：7天连锁酒店（鼓楼店）地址：北京市旧鼓楼大街47号宾馆价格：高级大床房，价格￥219；双床房价格￥239电话： 010-64058188 5、乘车路线（供参考）：天美公司北京总部在北京自动化技术研究院内，地址：西城区鼓楼西大街41号，附近的公交车站名称&ldquo 铸钟厂&rdquo 。飞机：首都国际机场：坐机场大巴2线或者机场快轨到东直门，然后做地铁2号线到&ldquo 鼓楼大街&rdquo 站，向南步行至三岔口向西200米到鼓楼西大街41号天美公司。或者打车：从首都国际机场打车到鼓楼西大街41号天美公司大概80元左右，从东直门打车到鼓楼西大街41号天美公司大概20元左右。火车：北京站：坐地铁2号线到&ldquo 鼓楼大街&rdquo 站，向南步行至三岔口向西200米到鼓楼西大街41号天美公司（打车大概30元）。北京西站：乘坐301路，经过5站，到达前门站，转乘坐5路，经过10站，到达&ldquo 铸钟厂&rdquo 站（打车大概25元）。北京北站（西直门）：坐地铁2号线到&ldquo 鼓楼大街&rdquo 站，向南步行至三岔口向西200米到鼓楼西大街41号天美公司（打车大概20元）。北京南站：坐地铁4号线到&ldquo 宣武门&rdquo ，再坐2号线到&ldquo 鼓楼大街&rdquo B出口，向南步行至三岔口向西200米到鼓楼西大街41号天美公司6、收到通知后，如果有意参加本次培训班，请填写通知最后页的报名信息回执表，以方便联系和发送相关资料。填写完毕后请发送电子邮件至qinyan@techcomp.cn和liluyang@techcomp.cn，或者传真至天美（中国）科技有限公司总部（010）64060202，以便我们安排招待等事宜。 联系方式：天美北京总部 电镜应用工程师 秦艳：办公电话：（010）64010651； 手机号码：13581554067；电子信箱：qinyan@techcomp.cn；传真：（010）64060202天美北京总部 市场部市场助理 李路杨办公电话：（010）64010651转8227；手机号码：15811395461；电子信箱：liluyang@techcomp.cn；传真：（021）64870142 报名信息报名表回执 单位名称 通讯地址及邮编 扫描电镜电镜型号及其已经配置的电镜附件（如能谱仪、背散射探头、冷台、透射等电镜附件的品牌和型号） 第1位参加电镜培训班的用户信息 姓名 性别 办公电话 手机号码 电子信箱 第2位参加电镜培训班的用户信息 姓名 性别 办公电话 手机号码 电子信箱 需要天美工作人员帮忙预订的宾馆名称： 预订房间的数量、日期和天数：

扫描电子显微镜行业主要公司：目前国内扫描电子显微镜行业的公司主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。　　本文核心数据：扫描电子显微镜市场规模、扫描电子显微镜消费量、扫描电子显微镜细分市场需求规模(按采购主体)　　1、需求规模增长较快，2020年增速接近10%　　我国扫描电子显微镜行业起步较晚，于1975年方才由中国科学仪器厂(中科科仪股份有限公司前身)研制出首台扫描电子显微镜。但我国对于科研创新重视程度较高，由于扫描电子显微镜在各科研领域的物质微观形貌表征观察方面应用较为广泛，故其市场需求仍在稳步增长。　　结合全球扫描电子显微镜典型厂商日本电子于其决策说明会披露的全球电子显微镜、扫描电子显微镜市场规模和Grand View Research披露的中国电子显微镜市场规模，基于图表1中的基础假设和测算逻辑测算，2017-2020年中国扫描电子显微镜市场规模如下所示。 由此可知，近年来，中国扫描电子显微镜市场规模呈现逐年增长的态势，且增长速度较快，均在10%左右。2020年，中国扫描电子显微镜市场规模实现16.72亿元，受新冠疫情影响，2020年各单位对于扫描电子显微镜等科学仪器的采购预算增幅有所下调，故其同比增长率较2018年与2019年略有下滑，仅为9.21%。2、产品单价高昂，年需求量尚以百计 　　扫描电子显微镜属于高精密仪器，其产品单价相对高昂。根据对2018-2021年3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计，共有361台/套扫描电子显微镜列明了中标/成交金额。这361台/套扫描电子显微镜的中标/成交金额合计为10.67亿元，按该金额计算得到，2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均每台/套的单价约为296.51万元。 　　我国政府采购的扫描电子显微镜种类宽泛，价格公允，故将2018-2021年3月期间中国政府采购网记录的中标/成交扫描电子显微镜平均价格作为中国扫描电子显微镜市场的平均价格，并根据“需求数量=市场规模/产品价格”的逻辑计算，得到中国扫描电子显微镜产品需求数量如下图所示。 　　由此可知，2017-2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量不断增长。2020年，中国扫描电子显微镜产品需求数量在564台左右。3、采购主体主要为高校、企业与科研机构 　　中国扫描电子显微镜的采购主体主要为高校、企业与科研机构。根据赛默飞旗下的飞纳品牌对其在中国销售的1000+台扫描电子显微镜采购主体的统计，以及2018-2021年第一季度3月中国政府采购网上扫描电子显微镜中标/成交项目的统计数据及科研设施与仪器国家网络管理平台披露的扫描电子显微镜保有情况的印证，中国扫描电子显微镜市场45%的采购主体为高校，企业和科研机构各占39%。即2020年，16.72亿元的中国扫描电子显微镜市场中，高校、企业和科研机构分别采购了约7.52亿元、6.52亿元和2.68亿元。 综合来看，我国扫描电子显微镜需求规模逐年增长，但由于价格高昂，年需求量不足千台。从其下游采购主体来看，对扫描电子显微镜存在需求的主要为高校、企业和科研机构，其中高校的需求占比较高，在45%左右。

电镜-拉曼的联用概念并不新鲜，早在十年多前，就有拉曼厂商开始在扫描电镜上安装拉曼光谱仪，实现SEM-Raman的初步联用。不过由于技术和适用性的限制，拉曼联用技术未能像EDS那样获得成功，在电镜上配备拉曼联用的寥寥无几，甚至很多人都未知晓SEM和拉曼的联用，究其根本原因，还在于传统的拉曼联用技术有着非常严重的技术障碍。TESCAN电镜-拉曼一体化系统（RISE显微镜）是一款革命性的产品，在一个集成的显微镜系统中结合了共焦拉曼成像和扫描电子显微镜技术，是世界上第一台真正实用化的扫描电镜-拉曼光谱仪一体化系统，通过实现原位、快速、方便和高性能的拉曼分析，弥补了传统电镜和能谱的分析能力的不足。尤其是针对有机结构解析、碳结构解析、无机相鉴定、同分异构分析、结晶度分析等领域实现了重大突破，扩展了扫描电镜的分析应用领域（如地质、矿物晶体、高分子聚合物、医学、生命医药、宝玉石鉴定），一下子变成全方位的分析，应用前途豁然开朗。为了向国内用户更好地展示电镜-拉曼一体化系统(RISE)在不同领域的应用和成果，TESCAN公司联合上海交通大学分析测试中心于2021年5月13日于上海交通大学转化医学大楼举办拉曼图像-扫描电子显微镜联用技术论坛，会上邀请到多位相关领域专家在现场进行报告和经验分享，诚邀您参加！ 日程安排地点：上海交通大学转化医学大楼 S119室时间：2021年5月13日（星期四） 9:20-16:30关于RISE拉曼图像-扫描电子显微镜联用仪（RISE）是一台集成了扫描电镜、共聚焦显微拉曼和能谱分析的一体化综合成像和分析系统，可以实现样品的微观形貌、元素组成和分布，以及晶体结构、结晶度等性质的原位可视化表征。该仪器采用了创新的平行轴式设计，保证了扫描电镜和共聚焦拉曼分析位置的高度重合，可以快速获得样品的 2D和3D 图像，实现样品的微观形貌、成分和结构表征，以及分子化合物组成和可视化分布结果。其中，电镜和拉曼也可以独立工作，互不影响，使得整个系统获得1 + 1＞2 的卓越性能。RISE参数 拉曼光谱分辨率----优于1.5cm-1扫描范围----250μm*250μm*250μm共聚焦分辨率----2 μm（532nm）d图像空间分辨率XY方向----360 nm光谱范围----95-4000 cm-1。应用领域扫描电镜-拉曼联用一体化技术可广泛应用于材料科学、地质学、环境科学、半导体、太阳能电池、锂电池、光刻胶、生命医药和有机高分子等领域。主要包括以下几个方面：（1）碳材料：钻石、石墨、碳纳米管、石墨烯等不同碳材料的结构及质量分析；（2）有机材料：环境科学、食品医药、生命科学等有机物的结构鉴定（官能团信息）；（3）无机材料：晶体矿物、宝玉石、锂离子电池电极材料等无机化合物的成分和结构分析；（4）二维材料：石墨烯、过渡金属硫属化合物、MXene等微纳米片的化学性质研究。应用案例更多应用案例，以及本次论坛的相关视频（会议结束后上传），敬请关注TESCAN中国用户之家（www.tescan-china.com.cn）。参会报名联系人：李老师报名邮箱：wei.li@tescan.com

项目编号：SDDX-SDLC-GK-2022031项目名称：山东大学扫描电子显微镜购置预算金额：375.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：375.0000000 万元（人民币）采购需求：扫描电子显微镜，亟需购置，具体内容详见招标文件。标段划分：划分为1包合同履行期限：质保期进口设备1年，国产设备3年本项目( 不接受 )联合体投标。20230106山东大学扫描电子显微镜购置招标文件（定稿）.doc

项目编号：ZJZB-ZC-202211-255/HSAWT01-20220420项目名称：华中师范大学扫描电子显微镜和透射电子显微镜设备采购预算金额：820.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：820.0000000 万元（人民币）采购需求：本项目采购扫描电子显微镜、透射电子显微镜各1台，主要用于合成生物学科研工作开展，以及创新型人才培养。(详见采购文件第三章“项目采购需求”）（1）类别：货物（2）质量标准：达到国家或行业颁布的其他现行各项技术标准和验收规范规定（3）其他：投标人参加投标的报价超过该包采购最高限价的，该包投标无效；投标人报价须包含该采购需求的全部内容。合同履行期限：交货期：签订合同之日起270日历天内送货并完成安装调试；质保期/保修期：提供自设备验收合格之日起2年内免费维修。本项目( 不接受 )联合体投标。华中师范大学扫描电子显微镜和透射电子显微镜设备采购招标公告.docx

项目编号：QSZB-Z(H)-E22342(GK) 项目名称：场发射扫描电子显微镜 预算金额（元）：6600000 最高限价（元）：6600000 采购需求： 标项名称: 场发射扫描电子显微镜 数量: 1 预算金额（元）: 6600000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：场发射扫描电子显微镜主要内容：详见招标文件第三部分采购需求。 备注： 合同履约期限：标项 1，合同生效后10个月内交付。 本项目（是）接受联合体投标。

8月23日，上海大学公开招标购买1台冷场发射扫描电子显微镜，预算650万元。　　项目编号：SHXM-00-20210813-1030　　项目名称：上海大学冷场发射扫描电子显微镜　　预算金额(元)： 6500000　　最高限价(元)： 6000000　　采购需求：　　包名称：冷场发射扫描电子显微镜　　数量：1　　预算金额(元)：6500000　　简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：　　合同履约期限： 合同签订后5个月内　　本项目( 不允许 )接受联合体投标。　　开标时间： 2021年09月15日 09:30

p　　据Grand View Research的一项最新报告，2014年全球a href="http://www.instrument.com.cn/zc/53.html" target="_self" title=""扫描电子显微镜/a(SEM)市场为12.674亿美元，预计2022年该市场将达到29亿美元。/pp　　半导体行业的快速增长提升了显微镜在印刷、涂料、失效分析和元素检测方面应用的需求。而且显微镜在微型晶体管芯片和量子点等半导体行业的应用有望推动市场增长。纳米技术领域研究不断增长的需求需要技术先进、高分辨率的显微镜，再加上政府对研发创新的资金支持，都将推动该市场的增长。/pp　　由于慢性病患病率的不断增加，相关生命科学和医学领域R& D经费和对数码显微镜的需求也在增加，预计到2022年，扫描电镜在制药领域中的应用有望占到30%的市场份额 表面观察、膜厚度分析、涂料分析等应用需求也将推动该市场的增长，预计扫描电镜在汽车行业中应用的复合年增长率将超过11.0%。/pp　　由于世界级扫描电子显微镜制造商的出现以及扫描电镜在元素分析和成像领域的使用越来越多，到2022年，亚太地区市场份额将超过35.0%；先进的扫描电子显微镜在材料研究领域不断增长的需求也将推动拉丁美洲市场的增长，预计复合年增长率为11.6%。/pp　　此外，政府大力的资金支持也将加速制药、半导体和汽车等行业的研发进程。/pp　　这个市场的一些主要厂商包括Bruker、Danish Micro Engineering、FEI、Hitachi、JEOL、Leica、Nanoscience Instruments、Nikon、Olympus、Tescan Orsay Holding 、Carl Zeiss等。/ppbr//p

一、项目基本情况项目编号：HBT-15210194-214251项目名称：华中科技大学场发射扫描电子显微镜采购项目预算金额：300.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：300.0000000 万元（人民币）采购需求：华中科技大学拟采购场发射扫描电子显微镜1台，采购清单如下，具体要求见本项目招标文件第三章内容。本项目已做进口设备论证。序号货物名称是否接受进口产品单位数量简要技术要求1场发射扫描电子显微镜是台1主机发射源：热场发射电子枪，束流稳定性优于0.2%/h主机物镜系统：电磁/静电式复合式物镜系统，电子束无交叉光路设计，无漏磁 合同履行期限：交货期：合同签订后6个月内供货；质保期：设备验收后一年

2018年3月23日，“TESCAN扫描电子显微镜（长春）技术交流会”在吉林省长春市南湖宾馆圆满举办，会议邀请了吉林省电子显微镜学会的专家以及吉林大学、长春理工大学、吉林师范大学等在内的著名院校，和中科院应用化学研究所、应科院长春光机所、一汽大众、中航工业航空液压控制中心在内的科研院所、著名企业的70多名领导专家参加了技术交流会。TESCAN扫描电子显微镜技术交流会现场本次技术交流会由TESCAN与合作伙伴沈阳元杰光学技术有限公司联合举办，元杰光学是TESCAN公司在东北区域的独家合作伙伴。会议伊始，元杰光学总经理马晓冰首选做了会议致辞，对与会的专家老师们表示了热烈的欢迎，元杰光学与TESCAN精诚合作，提供优质的服务保障，致力于为电镜用户带来更好的应用解决方案和技术助力，为科研发展贡献力量。元杰光学总经理马晓冰对参会专家表示热烈欢迎随后，TESCAN技术专家们带来了TESCAN在微观分析领域的创新技术和应用，包括TESCAN发布的最新系列扫描电镜S8000，以及目前在显微领域备受关注的电镜-拉曼一体化技术(SEM-Raman)、双束电镜-质谱一体化技术(FIB-SEM)和冷冻电镜(Cryo-SEM)等新技术。TESCAN是一家“年轻的”电镜公司，因为TESCAN正式成立于1991年；但TESCAN又是一家“有历史”的电镜公司，因为TESCAN的技术起源于上世纪初东欧电子光学的引领者捷克TESLA公司，已有超过70年的电子显微镜制造历史。在技术交流会上，TESCAN市场部经理顾群首先向大家介绍了TESCAN的发展历史以及其在显微领域的技术创新，并重点介绍了TESCAN “All In One”微分析综合解决方案。TESCAN目前已发展成为一个全球知名的电子显微镜供应商，在全球分别设有4个研发中心，2个生产基地以及6家子公司，总部设在全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，已成为电子显微镜和聚焦离子束等领域的技术领导者，产品和技术正积极服务于全球客户。TESCAN技术专家分享TESCAN相关创新技术之后，沈阳元杰光学技术有限公司的技术人员也向参会老师详细介绍了元杰光学“显微观察全套解决方案”，并分享了助力科研分析的相关案例。最后，TESCAN中国区总经理冯骏向参会的专家老师们表示了诚挚的欢迎和感谢，冯总提到TESCAN将于元杰光学通力合作，从全面解决方案的提供、售后服务的响应时间和维修价格的合理化、透明化，再到全方面的应用培训、开发和合作，致力于真正为客户解决问题，帮助客户的科研和工作。TESCAN技术交流会现场掠影TESCAN扫描电子显微镜技术交流会参会人员合影如果您对扫描电镜感兴趣或有相关问题咨询欢迎关注"TESCAN公司"官方微信↓ 更多阅读，关注“TESCAN公司”：荣耀之年，感动常在—TESCAN小蜜蜂们的年会Party！TESCAN学院丨2018年度扫描电镜高阶应用培训计划最新出炉！电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解TESCAN RISE电镜-拉曼一体化系统又双叒叕获奖啦！So easy！四步恢复电镜使用状态，治愈你的“节后综合症”315专题丨真假钻石？揭露那些藏在“美丽”背后的陷进！电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压？

项目编号：清设招第2022155号项目名称：清华大学扫描电子显微镜预算金额：450.0000000 万元（人民币）采购需求：包号名称数量是否允许进口产品投标01扫描电子显微镜1套是设备用途介绍：该仪器设备主要用于微观形貌表面分析及表层元素分析，主要涉及以下工艺研究：图形化工艺，关键线条观测，SOG陀螺、Si工艺深硅刻蚀结构剖面观测，SOG压力计硅杯结构观测，硅通孔TSV工艺, 深刻蚀硅通孔侧壁及绝缘层种子层厚度观测。简要技术指标：1）电子枪基本参数：二次电子分辨率≤1.0nm@30kV，≤0.7nm@15kV，≤1.2nm@1kV（分辨率测试条件：无样品台减速模式下多边统计法测试）；标准模式下加速电压和着陆电压可调范围均不小于0.02-30kV，加速电压以10V为步进，连续可调；2）放大倍率可调范围不小于10×- 2,000,000×，根据加速电压、工作距离变化放大倍数可自动校准；3）电子束流可调范围不小于3pA～20nA；4）电子束成像模式下，最大成像视野宽度≥55mm（最大工作距离条件下），并且可通过大视野成像图像进行大尺寸样品或多样品导航功能； 5）在电子束减速模式下可倾斜样品台观察不导电样品侧壁结构，实现不导电MEMS器件样品的侧壁形貌观察；6）配置镜筒内高分辨二次电子探测器和样品室内二次电子探测器；配置样品室内背散射电子探测器，用于样品成分衬度和晶体取向衬度成像；配置样品电流探测器，电流检测范围不小于1pA~10A；配置用于实时观察样品室内情况的红外CCD相机探测器；7）配备前级无油机械干泵、分子泵、离子泵，电子枪真空度≤5×10-7 Pa，样品室工作真空度≤3×10-4 Pa；8）配置样品仓内安装的在线等离子清洗仪附件，可清洗样品仓内由光刻胶等样品引起的污染，也可以清洗样品指定位置的污染；9）供应商需提供全新设备，不允许是翻新设备。合同履行期限：交货时间：合同签订后180日内本项目( 不接受 )联合体投标。

一、项目编号：ZJZB-ZC-202211-255/HSAWT01-20220420（招标文件编号：HSAWT01-20220420）二、项目名称：华中师范大学扫描电子显微镜和透射电子显微镜设备采购三、中标（成交）信息供应商名称：森塔实验室科技服务（武汉）有限公司供应商地址：武汉市东湖新技术开发区高新大道888号高农生物园总部B区1#楼205室中标（成交）金额：816.0000000（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元)1 森塔实验室科技服务（武汉）有限公司 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 日立 SU8600和HT7800 各一台 8160000

1、扫描电子显微镜行业竞争派系扫描电子显微镜是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器，其具有景深大、分辨率高, 成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点。因为较高的技术壁垒，我国目前扫描电子显微镜的生产企业不多，其主要有中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技和善时仪器等。这些企业均未上市。中国扫描电子显微镜市场的参与者主要分为两大派系：国内企业和海外厂商。其中，由于国内扫描电子显微镜行业起步较晚，海外厂商在扫描电子显微镜产品相关技术方面相较国内企业具有较大优势，因而整体的竞争实力也较国内企业更强。2、扫描电子显微镜行业市场份额与市场集中度由于国内扫描电子显微镜的技术水平与国际先进水平有一定差距，中国的扫描电子显微镜行业市场主要被海外知名扫描电子显微镜生产企业所占据。市场集中度较高，CR4在75%以上。目前，在中国扫描电子显微镜市场较为活跃的海外厂商主要有赛默飞、蔡司、日立、日本电子等，其主要专注于应用在科学研究的中高端扫描电子显微镜。国内的扫描电子显微镜生产厂商较少，主要为中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技等，其中，除中科科仪外，其他厂商均是近5年才成为中国扫描电子显微镜行业市场的参与者。从具体份额来看，我国扫描电子显微镜需求量的90%左右均被海外厂商覆盖，其中蔡司、赛默飞(含飞纳)、日立这三家企业的市场份额均在20%左右。国内厂商在市场份额方面能够与海外厂商竞争的仅有中科科仪一家企业，其市场份额占到了全国扫描电子显微镜市场的7%左右。但随着我国对重大科学仪器国产化替代的重视程度不断提升，各项推动科学仪器国产化替代的政策层出不穷，使得国产化替代趋势不断兴起，以中科科仪为代表的中国扫描电子显微镜企业在中国市场的市场份额仍在不断提升。3、扫描电子显微镜行业企业布局及竞争力评价在扫描电子显微镜产品布局方面，海外厂商均已经应用了场发射电子枪技术，而我国除中科科仪和聚束科技外的其他品牌仍停留在分辨率和放大倍数较为逊色的钨灯丝扫描电镜阶段。此外，按国内扫描电子显微镜产品招投标的情况来看，受产品技术先进性影响，海外厂商扫描电子显微镜产品的平均价格也明显高于国内品牌。前瞻产业研究院挑选了中科科仪、聚束科技、国仪量子、泽攸科技、善时仪器这五家中国扫描电子显微镜行业企业作为代表，并对其较具代表性的扫描电子显微镜进行了参数对比。通过性能对比发现，中科科仪扫描电子显微镜技术成熟度处于国内前列。但将中科科仪、聚束科技和蔡司、日立、日本电子、赛默飞等四家海外知名企业的扫描电子显微镜产品进行参数对比，其在分辨率和电子光学放大倍数方面仍然落后于国外先进厂商。综合来看，我国扫描电子显微镜行业企业的产品研发水平仍需提高。4、扫描电子显微镜行业竞争状态总结从五力竞争模型角度分析，我国扫描电子显微镜行业企业数量较少，海外厂商占主导地位且市场集中度较高，现有竞争者之间的竞争激烈程度较高 同时，由于扫描电子显微镜产品的特殊性，单次采购量有限，且往往需要定制，故其无法批量采购，上游议价能力较强 其下游又多是高校与研究院所，其对扫描电子显微镜的要求较高，多倾向于购置海外厂商的高分辨率产品，对国产扫描电子显微镜的议价能力较强 但扫描电子显微镜行业壁垒较高，替代品较少，行业潜在进入者威胁和替代品风险较低。综合来看，我国扫描电子显微镜行业竞争状态总结如下：

项目编号：0613-227122241216项目名称：ZYCGR22011903场发射扫描电子显微镜采购预算金额：380.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：380.0000000 万元（人民币）采购需求：序号内容数量简要要求1场发射扫描电子显微镜1套分辨率：优于0.6nm@15kv（WD≥4mm），0.7nm@1kv（WD≥1.5mm） 合同履行期限：合同签订后7个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

项目概况脉冲扫描电子显微镜 招标项目的潜在投标人应在北京市丰台区广安路9号国投财富广场6号楼1601室获取招标文件，并于2021年12月21日 09点30分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：HCZB-2021-ZB0991项目名称：脉冲扫描电子显微镜预算金额：378.0000000 万元（人民币）采购需求：脉冲扫描电子显微镜合同履行期限：自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：无三、获取招标文件时间：2021年11月29日 至 2021年12月06日，每天上午9:00至12:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：北京市丰台区广安路9号国投财富广场6号楼1601室方式：现场报名，无需携带报名资料。售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2021年12月21日 09点30分（北京时间）开标时间：2021年12月21日 09点30分（北京时间）地点：北京市丰台区广安路9号国投财富广场6号楼16层第三会议室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜无七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：北京大学　　　　　地址：北京市海淀区颐和园路5号　　　　　　　　联系方式：王睿 13522771924　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：华采招标集团有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市丰台区广安路9号国投财富广场6号楼1601室　　　　　　　　　　　　联系方式：王庚、崔丽洁、刘向前、何明刚、史秀华 010-63509799-8083/8027/8029　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：王庚、崔丽洁、刘向前、何明刚、史秀华电　话：　　010-63509799-8083/8027/8029

上海国际招标有限公司受复旦大学委托，根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定，现对复旦大学聚焦离子束-场发射扫描双束电子显微镜和低真空场发射扫描电子显微镜采购国际招标项目进行公开招标，欢迎合格的供应商前来投标。　　项目名称：复旦大学聚焦离子束-场发射扫描双束电子显微镜和低真空场发射扫描电子显微镜采购国际招标项目　　项目编号：0705-164016202006　　项目联系方式：　　项目联系人：马骎　　项目联系电话：021-62791919-176　　采购单位联系方式：　　采购单位：复旦大学　　地址：上海市邯郸路220号　　联系方式：项文 021-65642437-107　　代理机构联系方式：　　代理机构：上海国际招标有限公司　　代理机构联系人：马骎 021-62791919-176　　代理机构地址： 上海市延安西路358号美丽园大厦14楼　　一、采购项目的名称、数量、简要规格描述或项目基本概况介绍：　　二、投标人的资格要求：　　(1)投标人应为符合《中华人民共和国招标投标法》规定的独立法人或其他组织 (2)投标人应为投标产品的制造商或其合法代理商，代理商投标应提供制造商针对本项目的唯一授权 (3)投标人须在投标截止期之前在国家商务部指定的为机电产品国际招标投标活动提供公共服务和行政监督的网上平台(以下简称招标网，网址为：http://www.chinabidding.com)上完成有效注册 (4)本项目不接受联合体投标 (5)本项目不接受任何形式的分包和转包。　　三、招标文件的发售时间及地点等：　　预算金额：665.0 万元(人民币)　　时间：2016年07月18日 09:00 至 2016年07月25日 16:00(双休日及法定节假日除外)　　地点：中国上海延安西路358号美丽园大厦14楼　　招标文件售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和　　招标文件获取方式：现场领购　　四、投标截止时间：2016年08月09日 09:30　　五、开标时间：2016年08月09日 09:30　　六、开标地点：　　中国上海延安西路358号美丽园大厦19楼会议室　　七、其它补充事宜　　详见招标文件　　八、采购项目需要落实的政府采购政策：　　详见招标文件

项目编号：TXD22534项目名称：生命医学实验平台—扫描电子显微镜（贴息贷款）预算金额：210.0000000 万元（人民币）采购需求：扫描电子显微镜1.电子枪：肖特基场发射电子枪；2.分辨率：1.0 nm @ 15 kV，SE；1.5 nm @ 1 kV，SE；(须提供官方宣传彩页或官方网站说明打印页予以佐证)3.加速电压范围：20 V～30 kV ；具体详见采购文件。采购数量：1台合同履行期限：2022年12月15日前供货并安装完毕本项目( 不接受 )联合体投标。

分辨率是扫描电子显微镜 (Scanning Electron Microscope, SEM)基本的性能判断指标，对成像而言，它是指能分辨两点之间的最小距离；对微区成分分析而言，它是指能分辨的最小区域。分辨距离或区域越小，性能越好，分辨率越高。一般来说，扫描电子显微镜的分辨率可能会受到以下因素的影响：一、入射电子束束斑直径该项指标决定了扫描电镜分辨率的极限，一般场发射电子枪可使束斑直径小于3nm。二、入射电子束在样品中的扩展效应扩散程度取决于入射束电子能量的高低和样品原子序数的大小。入射束能量越高，样品原子序数越小，则电子束作用体积越大，产生信号的区域随电子束的扩散而增大，从而降低了分辨率。三、调制信号分辨率与信号本身的能量和信号取样的区域范围相关，以二次电子为调制信号为例。当二次电子为调制信号时，由于其能量低(小于50 eV)，平均自由程短（10~100nm左右），只有在表层50～100nm的深度范围内的二次电子才能逸出样品表面，发生散射次数很有限，基本未向侧向扩展，因此，二次电子像分辨率约等于束斑直径，即扫描电镜分辨本领的极限。除了上述因素以外，图像分辨率还和工作条件密切相关，加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等都会影响成像质量。例如，不管任何电镜、任何电压束流条件，都是工作距离越近，分辨率越好。不过工作距离越近，操作越危险，需要操作者谨慎操作避免试样碰撞极靴；且工作距离越近，试样允许的倾转角度也会受到更大的限制。由此可见，作为一种精密科学仪器，扫描电镜的使用是有较高操作要求的。而为了降低使用门槛，纳克微束FE-1050系列扫描电子显微镜进行了针对性的改进。一方面，在新一代电子光学镜筒的加持下，FE-1050系列展现出低电压、高分辨的卓越性能，达到1.5nm@1kV的国际先进水平；另一方面，FE-1050系列还配备了27个端口拓展以及宽大的主真空舱室，能够轻松应对各类成像、分析需求。当下，加快尖端科研仪器装备的国产化替代已成为实现高水平科技自立自强的重要工作，为强化战略科技力量，近期国家陆续出台多个相关政策，设立综合性国家科学中心、西部科学城等多个重大科技专项并推动其建设，以实现关键核心技术的加速发展。纳克微束作为央企科研国家队积极响应国家号召，致力于推动中国显微技术行业高质量发展，助力我国科学与技术硬实力提升。未来，纳克微束将陆续在全国各地布局演示中心，进一步探索材料科学、半导体、新能源、生命科学等前沿科技领域的应用场景，推动国产扫描电镜行业的高质量发展。转载文章均出于非盈利性的教育和科研目的，如稿件涉及版权等问题，请立即联系我们，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权益。

如果您在学术研究/产品研发过程中需要对样品进行形貌和成分分析，或感兴趣并想系统了解扫描电子显微镜，那么这个讲座请一定不要错过!上海分析技术产业研究院邀请东华大学分析测试中心电镜室室主任杨健茂老师，开展主题为《科研工作者的眼镜——扫描电子显微镜》的培训讲座，欢迎广大从业人员参加。活动内容　　讲座时间：2021年4月15日 星期四 14:00-16:30　　讲座地点：启迪漕河泾(中山)科技园紫荆园 2号楼B座2层2号会议室　　报名链接：http://hdxu.cn/DVAxj (讲座免费，名额有限，先报先得)　　*详细信息请参考报名海报可直接扫描上方二维码报名　　2019年以来，上海分析技术产业研究院举办多场仪器技术培训与讲座，受到园区入驻企业代表及周边高校学生的好评。2021年，研究院将继续邀请专家学者、高校老师与厂商工程师，定期开展实验室、仪器等方面的培训讲座，进一步帮助企业代表与高校学生加强相关知识储备，助推科创研发进程。　　更多研究院培训信息，敬请关注研究院公众号动态!

一、项目基本情况项目编号：1297-2343030217B2项目名称：同济大学物理科学与工程学院高分辨场发射扫描电子显微镜采购项目预算金额：330.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：330.0000000 万元（人民币）采购需求：序号产品名称数量简要技术规格备注1高分辨场发射扫描电子显微镜1套详见招标文件第八章预算：人民币330万元整，投标报价超预算作废标处理合同履行期限：合同签订后13个月内交货。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年04月04日 至 2023年04月12日，每天上午9:00至11:30，下午13:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：上海市普陀区中山北路2130号1706室方式：现场领购或邮箱，需提供资料：法人授权委托书原件（或法人授权委托书原件的扫描件）、营业执照副本原件（或加盖公章的复印件）及汇款凭据。 电话：025-83609953（南京）/021-52181959（上海） 邮箱：jshc9999@163.com 附件为本公司对公支付宝付款码：（转账时请务必备注公司名称+217B2）售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：同济大学地址：上海市杨浦区四平路1239号联系方式：张老师 021-659860712.采购代理机构信息名称：江苏省华采招标有限公司地址：上海市普陀区中山北路2130号1705室1706室联系方式：徐雪/胡晓秀025-83603368（南京），021-52181959（上海）3.项目联系方式项目联系人：徐雪电话：025-83603368

一、项目基本情况项目编号：1297-2343030217B2项目名称：同济大学物理科学与工程学院高分辨场发射扫描电子显微镜采购项目预算金额：330.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：330.0000000 万元（人民币）采购需求：序号产品名称数量简要技术规格备注1高分辨场发射扫描电子显微镜1套详见招标文件第八章预算：人民币330万元整，投标报价超预算作废标处理合同履行期限：合同签订后13个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年03月26日 至 2023年03月31日，每天上午8:30至11:30，下午13:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：上海市普陀区中山北路2130号1706室方式：现场领购或邮箱，需提供资料：法人授权委托书原件（或法人授权委托书原件的扫描件）、营业执照副本原件（或加盖公章的复印件）及汇款凭据。 电话：025-83609953（南京）/021-52181959（上海） 邮箱：jshc9999@163.com 附件为本公司对公支付宝付款码：（转账时请务必备注公司名称+217B2）售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：同济大学地址：上海市杨浦区四平路1239号联系方式：张老师 021-659860712.采购代理机构信息名称：江苏省华采招标有限公司地址：上海市普陀区中山北路2130号1705室1706室联系方式：徐雪/胡晓秀025-83603368（南京），021-52181959（上海）3.项目联系方式项目联系人：徐雪电话：025-83603368

日本中部大学7月4日宣布，已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。克服“只测量固定样本静止图像”的困难日本中部大学7月4日宣布，已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。这项研究是由同一大学生命与健康科学学院生物医学科学系的新谷正敏教授、山口诚司副教授和高玉广雄副教授的研究小组进行的。研究成果刊登在《Microscopy》上。由于电子显微镜具有最大约0.5nm的高分辨率，因此适用于小规模的观察。然而，由于观察是在真空下进行的，因此需要固定要观察的样品以使水不蒸发。因此，存在传统的电子显微镜观察基本上只能测量固定样本的静止图像的缺点。作为能够对液体中的试样进行电子显微镜观察的方法，已经存在使用氮化硅等平面膜的观察方法。但是，对于观察来说，它是一个薄的观察样品，它适合非常靠近膜的可观察区域，样品与膜之间的位置关系可以设置为不损坏膜，样品不会移动，因此至于破坏平面膜，费了很多功夫，也有很多限制。另外，作为可以测定试样的运动的方法，可以举出用含有甘油或糖等非挥发性成分的溶液覆盖试样，在电子束照射下成为保护膜的方法，观察样品穿过保护膜。但这种方法中，保护膜的外面是真空，观察时保护膜也是不含水的固体膜，所以无法观察到样品在液体中的结构和运动，只能观察到样品在液体中的结构和运动。样品即使在真空中也能进行的运动是可能的。这是一种可以观察到的方法。打造具有优异电子束透过性和变形能力的“DET薄膜”此次，课题组开发了一种新的“DET膜法”。首先，我们创造了一种薄膜（DET film：Deformable and Electron Transmissive Film），它可以承受真空和大气压之间的压力差而不会破裂，并且具有优异的电子束渗透性和变形性。利用DET薄膜的电子束透过性和可变形性，DET薄膜模仿观察样品的形状，使得通过DET薄膜既可以观察宏观样品形状，也可以观察细微样品形状。...DET膜抑制和保护直接击中观察样品的电子束的量，这也是测量观察样品运动的有用特性。另外，由于DET膜可以大幅度变形，因此在同等倍率下，可以在比光学显微镜深数十倍的焦深处观察三维样品，并进行测量。成功测量小鼠提取心脏的精细结构和“运动/变形”此外，使用DET膜法，我们成功地测量了作为观察样品的小鼠切除心脏的精细结构和“运动/变形”。此外，我们还成功地测量了沉淀晶体和在液体中漂浮和移动的晶体的纳米级结构和运动。有望实现光学显微镜无法观察到的纳米级动力学的观察和测量光学显微镜的空间分辨率约为200 nm，高分辨率测量的焦深约为300 nm，因此只能观察平面。另一方面，开发的DET膜法具有很大的优势，即可以以纳米级分辨率测量观察到的样品的三维结构及其运动。此外，当将 DET膜法与固定样品的电子显微镜观察进行比较时，存在由于DET膜的存在而降低空间分辨率的缺点，但有一个很大的优点是动力学可以测量。研究小组说，用DET膜法测量的运动，不仅是观察样品自己产生的运动，也可以是对我方施加的拉扯等动作的变形。正如只看动物标本对加深对动物的理解是有限的，我们期待DET膜法的动态测量能够实现各种各样的纳米尺度动态测量。

一、项目基本情况项目编号：0834-2241SH22A031项目名称：上海交通大学化学化工学院超快扫描电子显微镜预算金额：365.2342500 万元（人民币）最高限价（如有）：365.2342500 万元（人民币）采购需求：序号货物名称数量简要技术规格交货期交货地点1超快扫描电子显微镜1套加速电压：350 V-30 kV光谱范围200-1050nm（详见第八章）签订合同后6个月内关境外货物：CIP上海交通大学指定地点关境内货物：上海交通大学指定地点合同履行期限：签订合同后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

11月15日-19日,第二十五届中国国际高新技术成果交易会(以下简称“高交会”)在深圳隆重举办。中科科仪作为国科控股与国科科仪高端装备制造版图中的重要组成部分,携众多前沿技术及硬核产品亮相国科控股高端装备板块。16日上午,中科科仪总经理助理兼科仪光电总经理孟祥良在高交会(福田展区)新产品新技术精品发布活动中进行了《场发射枪扫描电子显微镜》的精彩报告,带来了具有自主知识产权的国产高端场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8100并进行详细介绍。【发布现场】扫描电子显微镜是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器,具有景深大、分辨率高、成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点,是中国科技发展中不可或缺的高端科学仪器。中科科仪具有50多年的电镜研制历史,具备深厚的电子光学技术基础,是国内率先实现扫描电子显微镜产业化的企业,在产品的研发和制造方面拥有丰富的经验。针对基础科学研究和高精尖工业制造对国产场发射枪扫描电子显微镜的迫切需求,2013年,北京中科科仪股份有限公司牵头,联合北京大学、中科院微电子所、中科院生物物理所、国家环境分析测试中心、清华大学等单位,承担国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”,在2014年成功推出了国内首台肖特基场发射枪扫描电子显微镜KYKY-EM8000,并在此基础上提升电子光学系统综合性能,于2017年推出了国产高端场发射枪扫描电子显微镜产品KYKY-EM8100,分辨率优于0.9nm@30kV,3nm@1kV,解决了高分辨率电子光学成像系统、系统集成调试等关键技术,成为国内首创、达到国际同类产品技术水平、具有完全自主知识产权的肖特基场发射枪扫描电子显微镜。KYKY-EM8100型扫描电子显微镜是中科科仪承担科技部国家重大科学仪器设备开发专项“场发射枪扫描电子显微镜开发和应用”研制成果的一部分,具有自主设计制造了低像差物镜、突破了电子束镜筒加速技术、自主研制了电子光学智能化控制系统等三大技术优势。目前该设备已完成科技成果转化及产业化落地,并形成批量销售,深受各行业用户好评,为我国纳米科技、材料分析、分子生物学研究与半导体检测领域提供技术支撑,取得了显著的经济效益和社会效益。场发射枪扫描电子显微镜是纳米技术、生物技术、医学、化学、物理学研究的重要工具,在半导体集成电路加工、微机电系统、微型传感器等信息技术支撑领域和环境保护领域也发挥着重要作用,广泛应用于金属、陶瓷、矿物、冶金、高分子、复合材料、微生物、新能源材料的表面形貌进行观察及微区的点、线、面成分分析 同时,场发射枪扫描电子显微镜在虫害的防治、灾害(火灾、失效分析)鉴定、产品质量鉴定等方面也有广泛的应用,在我国的基础科学研究、生产工艺控制、各分类学科研究的过程中发挥着不可或缺的重要作用。场发射枪扫描电子显微镜的研制成功,是我国电子光学研究水平的集中体现,是我国电子光学领域的重要成果,对摸索我国高端大型科学仪器的发展模式具有重要意义。当前,紧随科研需求和市场热点,中科科仪积极推进电子束等光学仪器设备的研究制造,加速高端仪器设备国产化替代进程,满足更多的科研及产业客户的特殊需求,助力中国高新技术产业高质量发展。未来,中科科仪将加快推进电子光学高端科学仪器装备的研制进程,提升国产化替代水平,不断解决高端仪器装备的问题,高质量引领重大科学仪器攻关及产业化发展,为强化国家战略科技力量、实现高水平科技自立自强做出新的贡献。