超高分辨双束扫描电镜

超高分辨率场发射扫描电镜，日本电子，欢迎有需要求的测试，量大优惠大[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403041546441431_3168_4087606_3.png[/img]

最近坛子里面有人将电子束束斑面积和扫描电镜的分辨率形成因果关系，这也是一个片面的观点。照他的论断场发射也没有意义，把钨灯丝的电子束斑搞小不就可以了？ 其实影响扫描电镜分辨能力的因素有很多。而这些因素有许多还相互影响着。要是分开来看就电子枪这个因素来说也不是束斑面积，最关键的是束流密度，最后归结为电子枪的约化亮度（有厂家称为归一化亮度）。束斑面积越小束流强度也会相应的减少，要保证小束斑的束流强度满足有较好的信噪比，就必须有较高的束流密度。这就是各种不同的电子枪获得的分辨能力不同的根本原因。根据蔡司提供的数据，冷场枪的归一化亮度最大是热场枪的两倍，而场发射枪和热发射枪亮度的差别在数量级这个级别上。所以从电子枪亮度来看冷场枪的分辨能力最强。电子枪对扫描电镜分辨能力产生影响的另外一个因素就是电子枪的能量发散度，也就是我们所说的色散。这个指标也是冷场枪最好。能量发散度越小色差也会越小，电镜的分辨能力也会越强。目前FEI发展的所谓超高分辨能力热场扫描电镜麦泽伦就是通过能量过滤来改变电子束的能量发散同时也将电子束束流减少95%左右，基本上将热场变成冷场来做高分辨。不过我们要说的是后天的改善是很难达到先天优势水准的，它和冷场分辨能力上的差别是无法弥补的。我至今还没有看到它拍出让人信服的高分辨照片（8MM工作距离，把80万倍的图像做出来看看）。再一个与电子束有关的因素就是真空度，高分辨图像需要高的真空度以减少电子束的裙散现象。一般的热场真空度偏低，环扫就更低了,这些都会对高分辨图像产生影响的。因此麦泽伦和蔡司的MERLIN真空度都被大幅提高了。热场所谓的低真空要求对高分辨图像合适吗？电子束束斑面积和扫描电镜分辨能力不是一点关系也没有。在能保证足够的束流密度以维持较好的图像信噪比以及相同的加速电压情况下，小束斑会带来较高的分辨能力。

2015年8月，台式电镜的领导者韩国COXEM（库赛姆）继2014年发布的EM-30 台式扫描电之后，今年再推出EM-30 Plus系列超高分辨率台式扫描电镜，将台式电镜的分辨率提高到了优于5nm分辨率的极限，可以与传统大型扫描电镜相媲美；同时设备配置了二次电子及背散射电子探测器，将台式电镜可对样品进行表面形貌分析、元素衬度分析以及二者相结合分析的技术发挥到了极致。COXEM（库赛姆）EM-30 Plus产品技术亮点：l 超高分辨率（5.0nm@30kV SE）；l 更大的放大倍数x 150,000；l 更加简单易用的导航模式，更加快速的操作模式；l 同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集；l 更加先进的低真空模式；l 全新升级的分析软件，舒适通用；l 从1kV-30kV同标准电镜相同的全加速电压量程；1、业界最高的分辨率COXEM（库赛姆）EM-30 Plus系列高分辨率台式（桌面式）扫描电镜打破了传统台式扫描电镜采用BSD探测器成像的局限性，利用创新的双聚光镜成像技术，采用大型扫描电镜成像方式，使用二次电子探测器作为基础成像单元，从而可以获得更高的分辨率（5nm），图像表面信息更丰富细腻，是真正意义上的高分辨率台式扫描电镜。2、同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集 COXEM（库赛姆）EM-30 Plus系列台式电镜标配二次电电子（SE）+可伸缩式背散射电子（BSE）探测器，可以同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集，既能实现对样品形貌衬度分析、元素衬度进行分析，又能实现将二者相结合进行分析，打破了传统台式电镜只能得到样品单一衬度像的瓶颈。COXEM（库赛姆）EM-30 Plus标配的可伸缩式背散射电子（BSE）可以非常有效的保护探测器不受损伤，更加体现了该款设备贴心的设计。同时该系列台式电镜也可选配EDS探测器（能谱仪），快速实现对材料微区化学成分进行定性及定量分析，是一款高信价比的微观分析设备。3、更加简单易用的导航模式，更加快速的操作模式 全新NanoStation™ 3.0软件系统，具有更加简单易用的导航模式，您只需要3步，首先对样品进行导航，然后设置成像条件。接下来对样品感兴趣的区域进行优化并自动采集图像。最后将结果可视化，而这些操作只需通过点击鼠标就可实现，为您高倍下快速寻找观测目标这个实际问题提供了完美的解决方案。

扫描电镜（SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。[align=center][b][color=#ff0000]扫描电镜的优点[/color][/b][/align]①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。[align=center][b][color=#ff0000]影响扫描电镜（SEM）的几大要素[/color][/b][/align][b][color=#ff0000]分辨率[/color][/b]影响扫描电镜的分辨本领的主要因素有：A. 入射电子束束斑直径：为扫描电镜分辨本领的极限。一般，热阴极电子枪的最小束斑直径可缩小到6nm，场发射电子枪可使束斑直径小于3nm。B. 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和样品原子序数的高低。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.C. 成像方式及所用的调制信号：当以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（10~100 nm左右），只有在表层50～100 nm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。当以背散射电子为调制信号时，由于背散射电子能量比较高，穿透能力强，可从样品中较深的区域逸出(约为有效作用深度的30％左右)。在此深度范围，入射电子已有了相当宽的侧向扩展，所以背散射电子像分辨率要比二次电子像低，一般在500～2000nm左右。如果以吸收电子、X射线、阴极荧光、束感生电导或电位等作为调制信号的其他操作方式，由于信号来自整个电子束散射区域，所得扫描像的分辨率都比较低，一般在l 000 nm或l0000nm以上不等。[b][color=#ff0000]放大倍数[/color][/b]扫描电镜的放大倍数可表示为M =Ac/As式中，Ac—荧光屏上图像的边长；As—电子束在样品上的扫描振幅。一般地，Ac 是固定的(通常为100 mm)，则可通过改变As 来改变放大倍数。目前，大多数商品扫描电镜放大倍数为20～20,000倍，介于光学显微镜和透射电镜之间，即扫描电镜弥补了光学显微镜和透射电镜放大倍数的空挡。[b][color=#ff0000]景 深[/color][/b]景深是指焦点前后的一个距离范围，该范围内所有物点所成的图像符合分辨率要求，可以成清晰的图像；也即，景深是可以被看清的距离范围。扫描电子显微镜的景深比透射电子显微镜大10倍，比光学显微镜大几百倍。由于图像景深大，所得扫描电子像富有立体感。电子束的景深取决于临界分辨本领d0和电子束入射半角αc。其中，临界分辨本领与放大倍数有关，因人眼的分辨本领约为0.2 mm, 放大后，要使人感觉物像清晰，必须使电子束的分辨率高于临界分辨率d0 ：电子束的入射角可通过改变光阑尺寸和工作距离来调整，用小尺寸的光阑和大的工作距离可获得小的入射电子角。[b][color=#ff0000]衬 度[/color][/b]包括：表面形貌衬度和原子序数衬度。表面形貌衬度由试样表面的不平整性引起。原子序数衬度指扫描电子束入射试祥时产生的背散射电子、吸收电子、X射线，对微区内原子序数的差异相当敏感。原子序数越大，图像越亮。二次电子受原子序数的影响较小。高分子中各组分之间的平均原子序数差别不大；所以只有—些特殊的高分子多相体系才能利用这种衬度成像。

各个厂家的扫描电镜对分辨率都有一个指标，例如在某个工作条件下是1nm，请问这个指标最后是怎么测量确认的呢?我知道透射电镜的分辨率的测量是拍摄金颗粒的某个晶面的图像，如111面的，因为Au的111面的面间距是已知的，只要能拍到清晰的高分辨图像，就可以说仪器到了这个分辨率了。但扫描电镜没有那么高的分辨率，所以通常它是怎样测分辨率就不清楚了，请指教。另外，还有一个关于spot size 的问题，请大侠也讲讲不同spot size对成像质量的影响，如何与电压、探头模式配合起来得到好的图像？

[b]作者：[/b][font=&]安徽大学现代实验技术中心 林中清[/font]对于扫描电镜加速电压与分辨力关系的认识，存在着两种相互矛盾的观点。即“加速电压越低分辨力越好“、“加速电压越高分辨力越好”。形成这种相互矛盾表述的原因在于我们那种机械、单调的思维模式。在一次偶尔观看的综艺节目中，有嘉宾提到“两面性看问题”这种辩证法的观点对我触动很大，由此开始尝试将辩证法的观点引入到对扫描电镜的认识中来，从而获得许多有意思的结果。由于篇幅原因，本文将只探讨加速电压对扫描电镜分辨力的影响。[color=#00b0f0][b]一、 自然辩证法及其三大规律[/b][/color]《自然辩证法》是德国哲学家弗里德里希恩格斯一部未完成的著作。在著作中对当时的自然科学成就用辩证唯物主义的方法进行了概括，提出了对事物认识中存在的“对立统一”、“否定之否定”、“量变到质变”三大规律。这三大规律告诉我们：任何事物都存在着相互矛盾、相互否定的几个方面，而这些方面各自间的量变会导致事物整体发生质的变化。比如，我们人类一出生，每个个体就包含了“生、死”这两种相互矛盾、相互否定的因素。起先 “生”是主因，因此我们人类就处在一个成长的过程中。但是随着年岁的增长这个主因会做减速变化，而另一个主因“死”会做增速的变化。达到一定时候，也就是“人到中年”，我们将进入生命最旺盛的时期，同时我们也达到了“生、死”这两个主因的主导地位发生变化的关口。接下来 “死”这个因素将占据主导地位，生命个体也开始走入死亡阶段，由此发生质的变化。这就是 “量变到质变”，一切取决于“度”。扫描电镜测试条件的改变对结果影响也遵循这样的规律。任何一个条件的改变必然带来正、反两个方面效果。当正面效果是主导因素时，这个条件增加带来的结果就越好。但随着条件进一步增加反面效果必然占据主导地位，此时该条件继续增加，所带来的结果就会变差。下面以扫描电镜加速电压这个因素的改变，来讨论其对图像细节分辨力这个结果的最终影响。[color=#00b0f0][b]二、扫描电镜加速电压与分辨力的基本认识[/b][/color][b]2.1几个相关名词：[/b]分辨力、加速电压、电子束发射亮度、电子枪本征亮度、样品的信号扩散2.1.1分辨力：“分辨力”指的是扫描电镜分辨细节的能力。分辨力越强我们获取的样品细节也就越多。许多时候我们喜欢用“分辨率”这个概念来描述，但是分辨率这个概念往往和某一确定的数值有关。扫描电镜分辨率的值到底是多少？其影响因素非常多，我们目前还无法找到合适的标样或公式来进行令人信服的科学验证。因此本人倾向用“分辨力”这个模糊的概念来代替。2.1.2 加速电压：电镜的电子枪都设计为三级结构：钨灯丝为阴、栅，阳；场发射是阴、第一阳极、第二阳极。电子束是由阴极、栅极（钨灯丝）或阴极、第一阳极（场发射）形成。该电子束由加载在阴极、阳极或阴极、第二阳极上高压形成的电场加速，给电子束提供能量以形成高能电子束。该电压称为“加速电压”。加速电压越高，形成的电子束能量越大。 2.1.3电子束的发射亮度：电子光学中的亮度定义基本延续光学中关于亮度的定义，只是将功率改成了电流强度。其定义为：单位立体角内的束流密度，量纲是A/cm2.sr。该值受加速电压影响，基本与加速电压成正比关系。但加速电压对其的调整必须在一个水平线上进行，这个水平线就是电子枪的本征亮度（或称为约化亮度）。从电子束发射亮度的定义可以看到，发射亮度越大束流密度也越大、固体角越小。固体角小可以保证形成的信号范围小，高束流密度保证小范围产生大信号量。因此发射亮度大就保证样品在很小范围内产生更多的样品信息，有利于形成样品的高分辨像。2.1.4电子枪的本征亮度：电子枪是电子显微镜的光源。对于显微镜来说光源系统是基础，决定着显微镜品质的高低。描述电子枪品质的参数就是其“本征亮度”或称为 “约化亮度”。量纲是A/cm2.sr.KV。这个值扣除了加速电压影响，反映的是电子枪品质高低。本征亮度越大电子枪品质越好，越有利于形成高分辨像。不同类型电子枪的本征亮度是不同的。电子枪本征亮度是一个常数，一旦电子枪制作完成其本征亮度也就确定了。钨灯丝、六硼化镧、热场、冷场这些不同类型的电子枪，本征亮度依次增大，由其为基础所制造的扫描电镜分辨能力也依次增强。2.1.5样品信号的扩散：电子束与样品相互作用产生样品的各种信息。其中二次电子、背散射电子是扫描电镜表面形貌像的主要信息源。这些信息在样品中会有一定的扩散范围。扩散范围越大对图像的清晰度影响也越大，严重到一定程度就会影响到图像的细节分辨，从而降低图像的分辨力。信号的扩散范围与加速电压、样品特性以及所选的信号能量大小有关。加速电压越大、样品密度越低以及所选的信号能量越强，信号的扩散范围也就越大。图像分辨力也就越差。加速电压对样品信号扩散的影响如下图： [align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/d9345286-9fa2-4321-a8a5-b7778aeeba5a.jpg[/img][/align][align=center][b]电子束与样品相互作用产生的二次电子信号及溢出范围示意图[/b][/align]上图所示，电子束轰击到样品后所形成的每一种类样品信息都包含两部分（以二次电子为例）：一部分是电子束直接激发并溢出样品表面，称为SE1；另一部分是由样品内部的背散射电子所激发并溢出样品表面，称为SE2。SE1主要集结在电子束周围，因此其扩散范围小，对样品表面细节信息影响也小。SE2由内部背散射电子产生，因此它们离散在电子束周边较宽的范围，且加速电压越大离散范围就越大对图像细节影响也越大。[b]2.2电子枪本征亮度、电子束发射亮度、加速电压之间的关系[/b]电子枪本征亮度、电子束发射亮度、加速电压之间遵循着以下关系：[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/1472813d-72df-437f-b19c-02bf1315466a.jpg[/img][/align]由于电子枪本征亮度是一个定值，由此公式可见：加速电压和电子束发射亮度成正比，加速电压越高发射亮度也就越大。[b][color=#00b0f0]三、 加速电压对扫描电镜分辨力的影响[/color][/b]任何仪器设备在测试过程中只做两件事：产生样品信息，接收及处理样品信息。因此对最终结果的影响，也必然是这两方面的综合效果。各种因素的叠加，起决定性的因素称为“最短板”，也就是影响最大的因素。最短板会随着测试条件的选择、样品的特性以及所需要的样品信息不同而发生改变。扫描电镜测试中需进行四大测试条件的选择：加速电压、束流、工作距离以及探头。其中加速电压和束流的选择主要影响的是信号产生，工作距离和探头的选择主要影响的是信号接收。自然辩证法的观点：任何一个条件的选择都会对最终结果形成正、反两个方面的影响。加速电压的选择也是一样，任何一次加速电压的改变都会带来电子束发射亮度以及信号扩散的变化。以加速电压的提升为例：升高加速电压会带来电子束发射亮度的提升，有利于我们获取样品高分辨像；同时会带来样品信息溢出区域的扩大，不利于我们获取样品高分辨像。加速电压的提升对最终结果影响是有利还是不利，取决于那个因素是“最短板”。信号扩散是最短板，加速电压越高则图像分辨能力越差。[align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/18861c0d-0bc8-4dce-b058-1a3670030c7f.jpg[/img][/align][align=center][b]上图为介孔材料在四个不同加速电压下的结果[/b][/align]从上图可见，加速电压小于2KV时，SE1为信号主体，电子束发射亮度是“最短板”，此时，如上面两张图片所示，加速电压越高分辨力越好。当加速电压超过2KV时，SE2将变成信号主体，信号扩散将转变为“最短板”，我们看到下面两张图片的结果，加速电压越高细节分辨越差。因此我们可以看到，任何条件的改变都会带来正、反两方面的结果，而最终结果取决于 “最短板”。 “最短板”也会随着测试条件的改变而发生变化。加速电压改变对分辨力的影响从电子束发射亮度的角度出发来分析，同样也是充满着自然辩证法的规律。想要获得高质量、高分辨的扫描电镜图像，电子束的发射亮度必须达到一定值，可以将这个值定义为：基本亮度。这个值就如同扫描电镜灯丝饱和点一样，在没有达到 “基本亮度”时，加速电压的改变对高分辨像影响的 “最短板”出现在电子束发射亮度上，此时加速电压越高分辨率越好。而电子束发射亮度超过这个值以后，电子束发射亮度提升对最终结果的影响将大大减少，加速电压提升形成的信号扩散将成为影响最终结果的“最短板”，此时加速电压越高仪器的分辨力将大大的减弱。通过2.2中给出的关系式，我们可以清晰的解释为啥钨灯丝必须选择较高的加速电压，而低加速电压测试是场发射电镜的优势所在，也是场发射电镜高分辨测试的基本保证。钨灯丝电子枪的本征亮度要大大低于场发射电子枪，因此要想获得高分辨所需的“基本亮度”，就必须提高加速电压来满足需求，提高加速电压带来的结果就是信号扩散的增加。钨灯丝扫描电镜需要加速电压高于10KV才能获得高分辨像所需的“基本亮度”值，而这个值往往会使得样品信号扩散成为影响最终结果的主要因素，这就是钨灯丝电镜分辨率低的主要原因。扫描电镜高分辨像对加速电压选择的要求：信号扩散尽可能的小，电子束发射亮度尽可能的大。只有提升电子枪的本征亮度才能满足这个要求，这也是电子枪本征亮度越大分辨力也越强的缘由。过高的电子枪本征亮度也会对样品形成热损伤，当热损伤成为对最终结果影响的主体时，分辨力也就无从谈起。He离子镜就是实例。[color=#00b0f0][b]四、 结 束 语[/b][/color]自然辨证法的精要在于：认识中的唯实践论，方法上的唯矛盾论。它以自然科学、人文科学、社会学等学科为基础，总结出了以“对立统一”、“否定之否定”、“量变到质变”三大规律为基础的世界观、认识论以及方法论。和我国传统哲学思想中的“中庸之道”、“过犹不及”等思维模式有着异曲同工之处。对我们认识事物，从事各种实践活动（科学、社会、人文等）都有着现实的指导意义。做任何事情、解决任何问题时都要正确认识到其所存在的两面性、矛盾性，避免单调的思维模式，正确把握适度性原则，将会使我们获得最佳的结果。

各位达人，大家好： 想请教下各位关于扫描电镜分辨率确定是如何确定的，都考虑哪些因素来确定扫描样品的分辨率

现在的超声电镜据说可以达到100A的分辨率.而扫描电镜最大可以达到多少啊?

[b]作者按：[/b]加速电压对扫描电镜分辨力的影响目前很难有定论。各电镜厂家所给出分辨率指标的指向是加速电压越高分辨率越好。实际检测过程中常常发现，加速电压越高我们所能获得的样品表面细节却越少。本文将尝试用自然辩证法的观点来分析产生这种现象的原因。对于扫描电镜加速电压与分辨力关系的认识，存在着两种相互矛盾的观点。即“加速电压越低分辨力越好“、“加速电压越高分辨力越好”。形成这种相互矛盾表述的原因在于我们那种机械、单调的思维模式。在一次偶尔观看的综艺节目中，有嘉宾提到“两面性看问题”这种辩证法的观点对我触动很大，由此开始尝试将辩证法的观点引入到对扫描电镜的认识中来，从而获得许多有意思的结果。由于篇幅原因，本文将只探讨加速电压对扫描电镜分辨力的影响。[color=#00b0f0][b]一、 自然辩证法及其三大规律[/b][/color]《自然辩证法》是德国哲学家弗里德里希恩格斯一部未完成的著作。在著作中对当时的自然科学成就用辩证唯物主义的方法进行了概括，提出了对事物认识中存在的“对立统一”、“否定之否定”、“量变到质变”三大规律。这三大规律告诉我们：任何事物都存在着相互矛盾、相互否定的几个方面，而这些方面各自间的量变会导致事物整体发生质的变化。比如，我们人类一出生，每个个体就包含了“生、死”这两种相互矛盾、相互否定的因素。起先 “生”是主因，因此我们人类就处在一个成长的过程中。但是随着年岁的增长这个主因会做减速变化，而另一个主因“死”会做增速的变化。达到一定时候，也就是“人到中年”，我们将进入生命最旺盛的时期，同时我们也达到了“生、死”这两个主因的主导地位发生变化的关口。接下来 “死”这个因素将占据主导地位，生命个体也开始走入死亡阶段，由此发生质的变化。这就是 “量变到质变”，一切取决于“度”。扫描电镜测试条件的改变对结果影响也遵循这样的规律。任何一个条件的改变必然带来正、反两个方面效果。当正面效果是主导因素时，这个条件增加带来的结果就越好。但随着条件进一步增加反面效果必然占据主导地位，此时该条件继续增加，所带来的结果就会变差。下面以扫描电镜加速电压这个因素的改变，来讨论其对图像细节分辨力这个结果的最终影响。[color=#00b0f0][b]二、扫描电镜加速电压与分辨力的基本认识[/b][/color][b]2.1几个相关名词：[/b]分辨力、加速电压、电子束发射亮度、电子枪本征亮度、样品的信号扩散2.1.1分辨力：“分辨力”指的是扫描电镜分辨细节的能力。分辨力越强我们获取的样品细节也就越多。许多时候我们喜欢用“分辨率”这个概念来描述，但是分辨率这个概念往往和某一确定的数值有关。扫描电镜分辨率的值到底是多少？其影响因素非常多，我们目前还无法找到合适的标样或公式来进行令人信服的科学验证。因此本人倾向用“分辨力”这个模糊的概念来代替。2.1.2 加速电压：电镜的电子枪都设计为三级结构：钨灯丝为阴、栅，阳；场发射是阴、第一阳极、第二阳极。电子束是由阴极、栅极（钨灯丝）或阴极、第一阳极（场发射）形成。该电子束由加载在阴极、阳极或阴极、第二阳极上高压形成的电场加速，给电子束提供能量以形成高能电子束。该电压称为“加速电压”。加速电压越高，形成的电子束能量越大。 2.1.3电子束的发射亮度：电子光学中的亮度定义基本延续光学中关于亮度的定义，只是将功率改成了电流强度。其定义为：单位立体角内的束流密度，量纲是A/cm2.sr。该值受加速电压影响，基本与加速电压成正比关系。但加速电压对其的调整必须在一个水平线上进行，这个水平线就是电子枪的本征亮度（或称为约化亮度）。从电子束发射亮度的定义可以看到，发射亮度越大束流密度也越大、固体角越小。固体角小可以保证形成的信号范围小，高束流密度保证小范围产生大信号量。因此发射亮度大就保证样品在很小范围内产生更多的样品信息，有利于形成样品的高分辨像。2.1.4电子枪的本征亮度：电子枪是电子显微镜的光源。对于显微镜来说光源系统是基础，决定着显微镜品质的高低。描述电子枪品质的参数就是其“本征亮度”或称为 “约化亮度”。量纲是A/cm2.sr.KV。这个值扣除了加速电压影响，反映的是电子枪品质高低。本征亮度越大电子枪品质越好，越有利于形成高分辨像。不同类型电子枪的本征亮度是不同的。电子枪本征亮度是一个常数，一旦电子枪制作完成其本征亮度也就确定了。钨灯丝、六硼化镧、热场、冷场这些不同类型的电子枪，本征亮度依次增大，由其为基础所制造的扫描电镜分辨能力也依次增强。2.1.5样品信号的扩散：电子束与样品相互作用产生样品的各种信息。其中二次电子、背散射电子是扫描电镜表面形貌像的主要信息源。这些信息在样品中会有一定的扩散范围。扩散范围越大对图像的清晰度影响也越大，严重到一定程度就会影响到图像的细节分辨，从而降低图像的分辨力。信号的扩散范围与加速电压、样品特性以及所选的信号能量大小有关。加速电压越大、样品密度越低以及所选的信号能量越强，信号的扩散范围也就越大。图像分辨力也就越差。加速电压对样品信号扩散的影响如下图： [align=center][img=扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈 (2).jpg,500,286]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/d9345286-9fa2-4321-a8a5-b7778aeeba5a.jpg[/img][/align][align=center][b]电子束与样品相互作用产生的二次电子信号及溢出范围示意图[/b][/align]上图所示，电子束轰击到样品后所形成的每一种类样品信息都包含两部分（以二次电子为例）：一部分是电子束直接激发并溢出样品表面，称为SE1；另一部分是由样品内部的背散射电子所激发并溢出样品表面，称为SE2。SE1主要集结在电子束周围，因此其扩散范围小，对样品表面细节信息影响也小。SE2由内部背散射电子产生，因此它们离散在电子束周边较宽的范围，且加速电压越大离散范围就越大对图像细节影响也越大。[b]2.2电子枪本征亮度、电子束发射亮度、加速电压之间的关系[/b]电子枪本征亮度、电子束发射亮度、加速电压之间遵循着以下关系：[align=center][img=扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈.png,526,76]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/1472813d-72df-437f-b19c-02bf1315466a.jpg[/img][/align]由于电子枪本征亮度是一个定值，由此公式可见：加速电压和电子束发射亮度成正比，加速电压越高发射亮度也就越大。[b][color=#00b0f0]三、 加速电压对扫描电镜分辨力的影响[/color][/b]任何仪器设备在测试过程中只做两件事：产生样品信息，接收及处理样品信息。因此对最终结果的影响，也必然是这两方面的综合效果。各种因素的叠加，起决定性的因素称为“最短板”，也就是影响最大的因素。最短板会随着测试条件的选择、样品的特性以及所需要的样品信息不同而发生改变。扫描电镜测试中需进行四大测试条件的选择：加速电压、束流、工作距离以及探头。其中加速电压和束流的选择主要影响的是信号产生，工作距离和探头的选择主要影响的是信号接收。自然辩证法的观点：任何一个条件的选择都会对最终结果形成正、反两个方面的影响。加速电压的选择也是一样，任何一次加速电压的改变都会带来电子束发射亮度以及信号扩散的变化。以加速电压的提升为例：升高加速电压会带来电子束发射亮度的提升，有利于我们获取样品高分辨像；同时会带来样品信息溢出区域的扩大，不利于我们获取样品高分辨像。加速电压的提升对最终结果影响是有利还是不利，取决于那个因素是“最短板”。信号扩散是最短板，加速电压越高则图像分辨能力越差。[align=center][img=扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈 (2).png,500,422]https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/18861c0d-0bc8-4dce-b058-1a3670030c7f.jpg[/img][/align][align=center][b]上图为介孔材料在四个不同加速电压下的结果[/b][/align]从上图可见，加速电压小于2KV时，SE1为信号主体，电子束发射亮度是“最短板”，此时，如上面两张图片所示，加速电压越高分辨力越好。当加速电压超过2KV时，SE2将变成信号主体，信号扩散将转变为“最短板”，我们看到下面两张图片的结果，加速电压越高细节分辨越差。因此我们可以看到，任何条件的改变都会带来正、反两方面的结果，而最终结果取决于 “最短板”。 “最短板”也会随着测试条件的改变而发生变化。加速电压改变对分辨力的影响从电子束发射亮度的角度出发来分析，同样也是充满着自然辩证法的规律。想要获得高质量、高分辨的扫描电镜图像，电子束的发射亮度必须达到一定值，可以将这个值定义为：基本亮度。这个值就如同扫描电镜灯丝饱和点一样，在没有达到 “基本亮度”时，加速电压的改变对高分辨像影响的 “最短板”出现在电子束发射亮度上，此时加速电压越高分辨率越好。而电子束发射亮度超过这个值以后，电子束发射亮度提升对最终结果的影响将大大减少，加速电压提升形成的信号扩散将成为影响最终结果的“最短板”，此时加速电压越高仪器的分辨力将大大的减弱。通过2.2中给出的关系式，我们可以清晰的解释为啥钨灯丝必须选择较高的加速电压，而低加速电压测试是场发射电镜的优势所在，也是场发射电镜高分辨测试的基本保证。钨灯丝电子枪的本征亮度要大大低于场发射电子枪，因此要想获得高分辨所需的“基本亮度”，就必须提高加速电压来满足需求，提高加速电压带来的结果就是信号扩散的增加。钨灯丝扫描电镜需要加速电压高于10KV才能获得高分辨像所需的“基本亮度”值，而这个值往往会使得样品信号扩散成为影响最终结果的主要因素，这就是钨灯丝电镜分辨率低的主要原因。扫描电镜高分辨像对加速电压选择的要求：信号扩散尽可能的小，电子束发射亮度尽可能的大。只有提升电子枪的本征亮度才能满足这个要求，这也是电子枪本征亮度越大分辨力也越强的缘由。过高的电子枪本征亮度也会对样品形成热损伤，当热损伤成为对最终结果影响的主体时，分辨力也就无从谈起。He离子镜就是实例。[color=#00b0f0][b]四、 结 束 语[/b][/color]自然辨证法的精要在于：认识中的唯实践论，方法上的唯矛盾论。它以自然科学、人文科学、社会学等学科为基础，总结出了以“对立统一”、“否定之否定”、“量变到质变”三大规律为基础的世界观、认识论以及方法论。和我国传统哲学思想中的“中庸之道”、“过犹不及”等思维模式有着异曲同工之处。对我们认识事物，从事各种实践活动（科学、社会、人文等）都有着现实的指导意义。做任何事情、解决任何问题时都要正确认识到其所存在的两面性、矛盾性，避免单调的思维模式，正确把握适度性原则，将会使我们获得最佳的结果。 [align=right] [b]安徽大学现代实验技术中心[/b][/align][align=right][b] 林中清[/b][/align][b]参考书籍：[/b]《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日 华南理工出版社《微分析物理及其应用》 丁泽军等 2009年1月 中科大出版社《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月 人民出版社

弱弱的问一句，扫描电镜在低真空的分辨率与在高真空的分辨率是否一样？

日立场发射扫描电镜最新技术研讨会在京举办　　仪器信息网讯 2011年11月22日，由天美(中国)科学仪器有限公司、日立高新技术公司联合举办的“日立场发射扫描电镜最新技术研讨会”在北京云南大厦成功举办，天美公司高层、日立高新公司高层以及100余位来自全国各地的专家学者、企业代表出席了会议；仪器信息网作为特邀媒体亦参会。http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/201111/20111125142054558.jpg会议现场http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/201111/20111125144342321.jpg　　　　中国电镜学会　　　　　　天美科技有限公司　　　　 日立高新技术公司　　　常务理事李建奇先生　　　 市场总监谢宝华先生　 先端分析仪器部今田芳宪部长　　李建奇先生首先回忆了中国电镜学会与日立高新、天美公司长久以来的良好合作关系，并对日立高新的扫描电镜产品及天美公司完善的支持服务给予了肯定。　　谢宝华先生谈到，自2003年天美“接手”日立扫描电镜产品以来，一直坚持向用户提供全方位的售前售后服务。2011年是天美与日立高新建立合作关系的十五周年，今后双方将会有更加深入的合作。　　今田芳宪先生说到，SU8000系列冷场扫描电镜凝聚了日立高新更多的先进技术，拥有更加卓越的仪器性能，通过这次会议，希望大家能够了解日立高新扫描电镜产品更多的技术优势。　　日立高新SU8000系列扫描电镜新品隆重揭幕http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/201111/2011112514299959.jpgSU-8000系列扫描电镜新品揭幕仪式　　在新品揭幕仪式上，由日立高新技术公司科学仪器营业本部岡田務本部长、天美科技有限公司谢宝华先生及军事医学科学院张德添教授为SU-8000系列新品揭幕。http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/201111/20111125144454917.jpg　　　　　　　日立高新技术公司设计部　　 　日立电镜全球应用中心　　　　　　　　主任技师小柏刚先生　　　 　副站长多持隆一朗先生　　对于日立高新场发射扫描电镜的研发历程，小柏刚先生说到，日立高新的发展历史最早可追溯到1961年。自1971年第一款场发射扫描电镜交付使用至今，日立高新已拥有多款场发射扫描电镜，如热场发射扫描电镜SU6600与SU-70、冷场发射扫描电镜S-4800以及今年最新发布的SU8000系列及SU9000。我们希望凭借日立高新良好的分析技术、丰富的电镜产品系列，能够为全球纳米科技、生命科学等领域持续发展做出贡献。　　多持隆一朗先生则重点谈到，SU8000系列扫描电镜拥有优异的性能表现，如超高分辨率技术(1.3nm/1.0kV)，信号探测系统范围广，可操作性强，便于用户操作等，可根据用户需求提供不同的样品台，样品室以及信号探测系统，满足用户对超高分辨率显微镜的特定需要。同时，多持隆一朗先生还分别详细介绍了SU8000系列4个型号(SU8010、SU8020、SU8030、SU8040)不同的技术特长与应用特色。　　随后，日立高新应用专家罗琴女士介绍了SU9000内透镜场发射扫描电镜的技术特点与应用优势;天美公司电子显微镜专家顾群先生则重点介绍了天美公司在日立电镜服务方面的多项措施，可以确保中国用户能够获得全方面的支持服务。http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/201111/20111125144520908.jpg日立高新技术公司电子显微镜营业部 天美(中国)科学仪器有限公司马玉娥经理出席会议　　　　　　赵薇副总裁主持会议　　日立高新与天美高层谈SU8000系列新品技术与服务　　会后，日立高新公司岡田務先生、今田芳宪先生、马玉娥女士以及天美公司谢宝华先生、赵薇女士等人接受了仪器信息网编辑的采访。　　Instrument：SU8000系列在技术上有哪些提升和改进?它的市场定位是怎样的?　　岡田務先生：“SU8000系列是在S-4800型基础上研发而来，其技术改进主要体现在低能高分辨率、E×B专利设计等方面，这些优异性能在8010型中都有体现;除此之外，8020型还安装了顶插式探头，8030型的特点是超大样品仓，8040型则表现在样品移动台的高精度，因此与4800型相比，SU8000系列的应用范围更广。除了在性能方面的优秀表现外，SU8000系列在操作、维护方面非常简便快捷，可以给用户十分人性化的体验。”　　今田芳宪先生：“SU8000系列涵盖了从简单到复杂、从普通需求到高端需求，如作一般高分辨的客户选择SU8010，有电位衬度分析需求的客户选SU8020，需要表征大尺寸样品的用户可选择8030型，而对样品台移动精度有很高要求的用户则可以选择该系列中最高端的8040型。”　　Instrument：众所周知，日立扫描电镜的市场占有率非常高；随着SU8000系列的推出，贵公司期望市场占有率将会再有怎样的提升?　　岡田務先生：“日立高新拥有40年的冷场扫描电镜开发经验，选择的是以低维护成本、低消耗的冷场发射扫描电镜为主打的产品推广策略，如日立高新最经典的S-4800型正是这样一款低能高分辨的产品，适时迎合了用户需求，S-4800型自2003年进入中国，现已拥有200多位忠实用户，我们希望SU8000系列的4个型号都能够取得这样的成绩。”　　谢宝华先生：“无论是硬件还是软件，SU8000系列冷场发射扫描电镜新产品都有了很大程度的更新，如低压高分辨率(1.3nm/1.0kV)，我相信，SU8000系列的推出将会给予用户更多更好地选择，市场销售业绩自然会不俗。”　　Instrument：新产品意味着新增长，贵公司如此隆重推出SU8000系列，是否表示对当前扫描电镜市场持有很高的期望?　　岡田務先生：“日立高新在电镜方面的研发技术与制造经验均处于领先地位，目前，我们在全球扫描电镜

"扫描电镜原子序数越高，原子核大，背散射电子信号越强，图象越亮",这是基本原理，实际上明暗还跟很多因素有关，例如探头的位置和偏压加的方向（这个偏压是指二次电子和背散射电子切换时的偏压），尤其是粗糙表面。就一个案例说明一下： 电镜型号：JSL6480 在测试中碰到的一些问题：通过一般明暗衬度无法分辨图像是凸是凹。 解决的方法：观察样品室里面探头的位子（一般都不会是垂直的），通过二次电子和背散射衬度像来对比，暗的地方就是信号（背散射或二次电子）被挡住的地方，以此来判断。注：这个明暗是非常相对的，不像相衬度那么明显。

[b]作者：[/b]安徽大学现代实验技术中心 林中清“辩证法”即思辨与实证相统一的方法，是科学的世界观和方法论。“辩证法”一词源于古希腊，原意是指在辩论中发现对方议论中矛盾之处并克敌制胜的方法。“辩证法”这个术语，在哲学史的不同历史时期和不同哲学家那里都有不同的含义。目前常说的辩证法三大规律是恩格斯从黑格尔《逻辑学》中所提炼，其在哲学上的普遍性达到了极限程度。同样在自然科学中也常常看到它们的存在：对立统一规律、量变质变规律、否定之否定规律。一、对立统一规律对立统一规律又称对立面的统一和矛盾规律。它认为任何事和物都存在着内在的矛盾性，同时又都是矛盾的统一体，是事物发展变化的源泉和动力。矛盾是指事物内部或事物之间的既对立又统一的关系。统一性将受到对立性的制约，对立的形式、规模和范围又被统一性所规制。扫描电镜中的实例：电子显微镜中最为关键的指标：电子枪亮度光源亮度是决定显微镜分辨能力的最关键因素。光源亮度越大显微镜的分辨能力越强，因此显微镜也往往以光源类型来分类。扫描电镜也是一样，按照光源亮度大小分类依次为：冷场、热场、单晶热发射（六硼化镧）、钨灯丝（多晶）热发射。它们的亮度依次减弱，分辨能力也是依次减弱。电子枪本征亮度β = 束流密度/(立体角 × 加速电压) 电子枪本征亮度β决定着电子枪的性能。是电子枪品质的反应，一旦电子枪生产完成，该值就确定了。束流密度的增加会增加样品单位面积的表面信号量，这有利于提升图像的分辨能力，而会聚角（立体角）的增加将会使得样品表面信号的弥散范围扩大，不利于获取高分辨的形貌像。电子束的发射亮度β'= 束流密度/(会聚角（立体角）)在扫描电镜测试中加速电压一经选定，该值（β'）依据统计力学中的刘维尔定理，电子束在镜筒运行过程中，虽然各会聚点的电子束束流密度和会聚角（立体角）会发生变化，但β'保持不变。因此束流密度和会聚角（立体角）这两个变量将成为一对内在的矛盾体，统一在电子束的发射亮度β'之中。束流密度的增加必然伴随着会聚角的增加，而它们对图像分辨的影响又相互对立，要想获取最好的结果就必须在矛盾的对立双方中寻求综合效果最好的。这一思路应当贯穿于扫描电镜所有测试条件选择的过程之中。所谓辩证地思考问题，就是用联系的、发展的、全面的观点，特别是用对立统一的观点看问题。从对立中把握统一，从统一中把握对立。避免形而上学思想方法的绝对化和片面性。二、否定之否定规律任何事物都包含肯定与否定这两种因素，其对立统一促使事物自身发展。观察一个事物必须同时看到事物的肯定与否定这两个方面，在肯定中看到否定，在否定中看到肯定。全面的看问题，避免片面、形而上学的思维方式给我们带来的认识偏差。扫描电镜的实例：还是以电子束发射亮度β'的两个变量束流密度、会聚角（立体角）为例。我们从前面的描述中知道束流密度和会聚角（立体角）这两个变量是相互矛盾的统一在β'这个整体中，而它们对最终结果的影响又是相互联动否定。提升其中一个因素另一个必然跟着提升，对最终结果互相限制、互相否定。那么最后结果到底如何？这就引申出下一个规律：量变到质变。三、量变、质变规律从量变开始，质变是量变的终结。质―事物区别于他物的属性表现；量―事物可量化的规定性 度―事物保持其质、量的界限，适度原则是实践活动的正确准则。量变―事物数量的变更。质变―事物根本性质的变化，是量变的中断，量变和质变的区分标志―是否过度。 在扫描电镜测试中，增加束流密度有利于获取完美的高分辨图像，但是增加束流密度也会带来以下问题：1.会聚角变大不利于获得高分辨图像，2.大的束流密度也会使得样品表面温度提高从而对样品产生破坏（ΔT ＝4.8 ×V 0 i/kd，i：束流，d：束斑直径），这些都不利于我们进行高分辨测试。这里就存在一个度的问题。当会聚角（立体角）增大这个量变所产生的负面效应成为影响最后结果的主体时，提高束流密度将会对我们获得高分辨图像形成不利影响。球差校正无法在扫描电镜中取得运用，正是基于这样的原因。 球差校正：是对透镜边缘球面像差引起的离焦电子进行校正并会聚到焦点上。它减弱了焦点附近的弥散斑，提升了电子束的束流密度有利于高分辨像，但是会聚角（立体角）也将同步的增大。这对透射电镜提升分辨率很有用，但对扫描电镜测试会产生不利的影响。其原因在于以下两点：1.透射电镜样品很薄，因此电子束会聚角（立体角）增加所引起的样品内部信号扩散范围可以忽略不计；扫描电镜的样品相对入射电子是无穷厚，信号扩散的影响是无法忽略的。 2.电子束会聚角（立体角）的增大对于透射电镜BF/DF探测器对Z衬度信息的区分更为有利。扫描电镜信号探头主要是二次电子以及背散射电子探头，接收信号类型以及成像方式与BF/DF探测器差别很大，信号扩散对探头接收样品的细节信息会产生不利影响。球差校正引起电子束会聚角（立体角）变化，这个不利因素的量变，相对于扫描电镜来说是“过度”的，将成为影响最终结果的主要因素，造成球差校正对扫描电镜分辨力的不利影响。所以在扫描电镜上我们看不到有球差校正器的安装。对透射电镜来说，球差校正所引起的束流密度和会聚角（立体角）变化对改善分辨力都是有利的，因此我们看到球差校正透射电镜越来越红火。当然球差校正对于电镜也是有要求的，电子枪的本征亮度具有很大作用，很难看到在热发射（钨灯丝、六硼化镧）透射上装球差校正。这也是量变和质变的问题，电子枪亮度太低，校正球差太过困难，效果也很难让人满意。重视量的积累、坚持适度性原则是量变质变规律在实际工作方法上的具体体现。是我们认识问题，选择正确方式处理问题的关键。 正确的世界观是我们选择正确方式处理问题的根本。坚持用自然辩证法的三大规律来认识并分析事物，会使得我们能准确的找到事物关键点，采用正确的方法获得满意的结果。“辩证法”即思辨与实证相统一的方法，是科学的世界观和方法论。“辩证法”一词源于古希腊，原意是指在辩论中发现对方议论中矛盾之处并克敌制胜的方法。“辩证法”这个术语，在哲学史的不同历史时期和不同哲学家那里都有不同的含义。目前常说的辩证法三大规律是恩格斯从黑格尔《逻辑学》中所提炼，其在哲学上的普遍性达到了极限程度。同样在自然科学中也常常看到它们的存在：对立统一规律、量变质变规律、否定之否定规律。一、对立统一规律对立统一规律又称对立面的统一和矛盾规律。它认为任何事和物都存在着内在的矛盾性，同时又都是矛盾的统一体，是事物发展变化的源泉和动力。矛盾是指事物内部或事物之间的既对立又统一的关系。统一性将受到对立性的制约，对立的形式、规模和范围又被统一性所规制。扫描电镜中的实例：电子显微镜中最为关键的指标：电子枪亮度光源亮度是决定显微镜分辨能力的最关键因素。光源亮度越大显微镜的分辨能力越强，因此显微镜也往往以光源类型来分类。扫描电镜也是一样，按照光源亮度大小分类依次为：冷场、热场、单晶热发射（六硼化镧）、钨灯丝（多晶）热发射。它们的亮度依次减弱，分辨能力也是依次减弱。电子枪本征亮度β = 束流密度/(立体角 × 加速电压) 电子枪本征亮度β决定着电子枪的性能。是电子枪品质的反应，一旦电子枪生产完成，该值就确定了。束流密度的增加会增加样品单位面积的表面信号量，这有利于提升图像的分辨能力，而会聚角（立体角）的增加将会使得样品表面信号的弥散范围扩大，不利于获取高分辨的形貌像。电子束的发射亮度β'= 束流密度/(会聚角（立体角）)在扫描电镜测试中加速电压一经选定，该值（β'）依据统计力学中的刘维尔定理，电子束在镜筒运行过程中，虽然各会聚点的电子束束流密度和会聚角（立体角）会发生变化，但β'保持不变。因此束流密度和会聚角（立体角）这两个变量将成为一对内在的矛盾体，统一在电子束的发射亮度β'之中。束流密度的增加必然伴随着会聚角的增加，而它们对图像分辨的影响又相互对立，要想获取最好的结果就必须在矛盾的对立双方中寻求综合效果最好的。这一思路应当贯穿于扫描电镜所有测试条件选择的过程之中。所谓辩证地思考问题，就是用联系的、发展的、全面的观点，特别是用对立统一的观点看问题。从对立中把握统一，从统一中把握对立。避免形而上学思想方法的绝对化和片面性。二、否定之否定规律任何事物都包含肯定与否定这两种因素，其对立统一促使事物自身发展。观察一个事物必须同时看到事物的肯定与否定这两个方面，在肯定中看到否定，在否定中看到肯定。全面的看问题，避免片面、形而上学的思维方式给我们带来的认识偏差。扫描电镜的实例：还是以电子束发射亮度β'的两个变量束流密度、会聚角（立体角）为例。我们从前面的描述中知道束流密度和会聚角（立体角）这两个变量是相互矛盾的统一在β'这个整体中，而它们对最终结果的影响又是相互联动否定。提升其中一个因素另一个必然跟着提升，对最终结果互相限制、互相否定。那么最后结果到底如何？这就引申出下一个规律：量变到质变。三、量变、质变规律从量变开始，质变是量变的终结。质―事物区别于他物的属性表现；量―事物可量化的规定性 度―事物保持其质、量的界限，适度原则是实践活动的正确准则。量变―事物数量的变更。质变―事物根本性质的变化，是量变的中断，量变和质变的区分标志―是否过度。 在扫描电镜测试中，增加束流密度有利于获取完美的高分辨图像，但是增加束流密度也会带来以下问题：1.会聚角变大不利于获得高分辨图像，2.大的束流密度也会使得样品表面温度提高从而对样品产生破坏（ΔT ＝4.8 ×V 0 i/kd，i：束流，d：束斑直径），这些都不利于我们进行高分辨测试。这里就存在一个度的问题。当会聚角（立体角）增大这个量变所产生的负面效应成为影响最后结果的主体时，提高束流密度将会对我们获得高分辨图像形成不利影响。球差校正无法在扫描电镜中取得运用，正是基于这样的原因。 球差校正：是对透镜边缘球面像差引起的离焦电子进行校正并会聚到焦点上。它减弱了焦点附近的弥散斑，提升了电子束的束流密度有利于高分辨像，但是会聚角（立体角）也将同步的增大。这对透射电镜提升分辨率很有用，但对扫描电镜测试会产生不利的影响。其原因在于以下两点：1.透射电镜样品很薄，因此电子束会聚角（立体角）增加所引起的样品内部信号扩散范围可以忽略不计；扫描电镜的样品相对入射电子是无穷厚，信号扩散的影响是无法忽略的。 2.电子束会聚角（立体角）的增大对于透射电镜BF/DF探测器对Z衬度信息的区分更为有利。扫描电镜信号探头主要是二次电子以及背散射电子探头，接收信号类型以及成像方式与BF/DF探测器差别很大，信号扩散对探头接收样品的细节信息会产生不利影响。球差校正引起电子束会聚角（立体角）变化，这个不利因素的量变，相对于扫描电镜来说是“过度”的，将成为影响最终结果的主要因素，造成球差校正对扫描电镜分辨力的不利影响。所以在扫描电镜上我们看不到有球差校正器的安装。对透射电镜来说，球差校正所引起的束流密度和会聚角（立体角）变化对改善分辨力都是有利的，因此我们看到球差校正透射电镜越来越红火。当然球差校正对于电镜也是有要求的，电子枪的本征亮度具有很大作用，很难看到在热发射（钨灯丝、六硼化镧）透射上装球差校正。这也是量变和质变的问题，电子枪亮度太低，校正球差太过困难，效果也很难让人满意。重视量的积累、坚持适度性原则是量变质变规律在实际工作方法上的具体体现。是我们认识问题，选择正确方式处理问题的关键。 正确的世界观是我们选择正确方式处理问题的根本。坚持用自然辩证法的三大规律来认识并分析事物，会使得我们能准确的找到事物关键点，采用正确的方法获得满意的结果。

使用扫描电镜，由于样品的熔点较低，在高分辨成像时样品熔化厉害，请问有没有做这方面的牛人，怎么克服这个问题。

扫描电镜是一种用于检查物体表面细节的电子显微技术，可以提供高分辨率的图像，以及对物体表面细节的精确测量。它是一种用于研究物体表面细节的先进显微技术，它可以提供高分辨率的图像，以及对物体表面细节的精确测量。扫描电镜可以用来研究物体表面的形状，结构和尺寸，以及分析表面的化学成分和结构。它还可以用来检测表面的缺陷，如裂纹、划痕、空洞和腐蚀。

想请教使用钨灯丝扫描电镜的高手。我自己做了一段时间扫描电镜，有一点比较疑惑。在拍摄较高倍数例如1万倍及以上的高倍图片时，发现束流要调大一些才能看的到一些形貌；如果调小束流，图片上雪花状的噪点非常多，几乎看不到什么。而理论上说：小束流有利于高倍拍摄图片，能提高分辨率。对此很疑惑，也想请教使用钨灯丝的前辈，怎样才能排出高质量的较高倍率照片呢？ 谢谢！！

扫描电子显微镜是（Scanning ElectronMicroscope,SEM）是20 世纪30 年代中期发展起来的一种多功能的电子显微分析仪器。由于扫描电镜的放大倍数范围宽，图像分辨率高，景深好，立体感强，制样简单，对样品的损伤和污染小，配备了能谱仪可同时进行元素成分分析。因此，扫描电镜已广泛地应用于物理、化学、地质、地理、生物、医学、材料等学科以及电子、化工、冶金、陶瓷、建筑等工业中各种材料、样品、器件的形貌、结构和无机元素成分分析。在失效分析实验室，扫描电镜是不可或缺的分析设备，因为失效分析经常要进行断口分析及异物分析。扫描电镜检测项目和内容形貌分析：观察各种材料或生物样品的微观形貌，可以达到纳米尺度的无损观察。结构分析：观察各种陶瓷、岩石、土壤等样品的粒径、晶界、空隙及其相互关系，检查金属内部是否有微小缺陷。断口分析：确定金属材料的断裂性质。断裂性质是金属断裂分析的第一步，决定了后续的原因分析方向。粒度分析：确定颗粒样品的粒径及其元素组成。定性分析：分析固体样品中存在的各个元素名称。定量分析：测定样品中存在的各个元素的浓度。扫描电镜是非常精密的仪器，结构复杂，要想得到能充分反映物质形貌、层次清晰、立体感强和分辨率高的高质量图像仍然是一件非常艰难的事情。那么，究竟有哪些因素会导致扫描电镜的成像有偏差呢？特别是您的样品涉及到薄膜、半导体和器件、合成纤维、溅射或氧化薄膜、高分子材料等，更是要选择好的扫描电镜。

[b]新上讲座：[/b]赛可(SEC)台式扫描电镜国内科学领域应用示例　[b]　举行时间：[/b]2017/10/3014:00　[b]　报名链接：[/b][url]http://www.instrument.com.cn/webinar2017/meeting_3089.html[/url]　[b]　主讲人：[/b]高瑾（Rita） SEC 电镜产品中国区负责人；长期从事台式扫描电镜的研发生产工作；致力于台式扫描电镜在企业中的应用推广。　[b]　主讲内容：[/b]　[color=#3333ff]　1.SEC台式扫描电镜特点介绍　　2.SEC台式扫描电镜在各基础行业中的应用[/color]　　超高高分辨率助推半导体行业研发生产 ；　　SE/BSE成像在能源行业中的组合观察；　　EDS分析提高医药/医药包材安全系数；　　[color=#3333ff]3.SEC台式电镜在各科学领域的应[/color]　　台式扫描电镜在针尖增强拉曼中的应用；　　台式扫描电镜在光纤材料中的应用；　　台式显微镜在ICSI中的应用；　[color=#3333ff]　4.全新一代SNE-4500M Plus台式扫描电镜简介；[/color]

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扫描电镜的特点结构及工作原理扫描电子显微镜的设计思想和工作原理，早在1935年便已被提出来了。1942年，英国首先制成一台实验室用的扫描电镜，但由于成像的分辨率很差，照相时间太长，所以实用价值不大。经过各国科学工作者的努力，尤其是随着电子工业技术水平的不断发展，到1956年开始生产商品扫描电镜。近数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中，促进了各有关学科的发展。一．扫描电镜的特点和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有以下特点：（一）能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。（二）样品制备过程简单，不用切成薄片。（三）样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转，因此，可以从各种角度对样品进行观察。（四）景深大，图象富有立体感。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。（五）图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm。（六）电子束对样品的损伤与污染程度较小。（七）在观察形貌的同时，还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

扫描电镜以观察样品的表面形态为主。扫描电镜样品的制备，必须满足以下要求：①保持完好的组织和细胞形态；②充分暴露欲观察的部位；③良好的导电性和较高的二次电子产额；④保持充分干燥的状态。　　某些含水量低且不易变形的生物材料，可以不经固定和干燥而在较低加速电压下直接观察，如动物毛发、昆虫、植物种子、花粉等，但图像质量差，而且观察和拍摄照片时须尽可能迅速。对大多数的生物材料，则应首先采用化学或物理方法固定、脱水和干燥，然后喷镀碳与金属以提高材料的导电性和二次电子产额。　　化学方法制备样品 　其程序通常是：清洗→化学固定→干燥→喷镀金属。　　清洗 　某些生物材料表面常附血液、细胞碎片、消化道内的食物残渣、细菌、淋巴液及粘液等异物，掩盖着欲观察的部位，因而，需要在固定之前用生理盐水或等渗缓冲液等把附着物清洗干净。亦可用 5％碳酸钠冲洗或酶消化法去除这些异物。　　固定 　通常采用醛类(主要是戊二醛和多聚甲醛)与四氧化锇双固定，也可用四氧化锇单固定。四氧化锇固定不仅可良好地保存组织细胞结构，而且能增加材料的导电性和二次电子产额，提高扫描电子显微图像的质量。这对高分辨扫描电子显微术是极端重要的。为增强这种效果，可用四氧化锇-单宁酸或是四氧化锇-珠叉二胼等反复处理材料，使其结合更多的重金属锇，这就是导电染色。　　干燥 　固定后通常采用临界点干燥法。其原理是：适当选择温度和压力，使液体达到临界状态（液态和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]间界面消失），从而避免在干燥过程中由水的表面张力所造成的样品变形。对含水生物材料直接进行临界点干燥时，水的临界温度和压力不能过高(37.4℃，218帕)。通常用乙醇或丙酮等使材料脱水，再用一种中间介质，如醋酸戊酯，置换脱水剂，然后在临界点干燥器中用液体或固体二氧化碳、氟利昂 13以及N2O等置换剂置换中间介质，进行临界干燥。　　喷镀金属 　将干燥的样品用导电性好的粘合剂或其他粘合剂粘在金属样品台上，然后放在真空蒸发器中喷镀一层50～300埃厚的金属膜，以提高样品的导电性和二次电子产额，改善图像质量，并且防止样品受热和辐射损伤。如果采用离子溅射镀膜机喷镀金属，可获得均匀的细颗粒薄金属镀层，提高扫描电子图像的质量。　　冷冻方法制备样品 　低温扫描电子显微术是80年代迅速发展和广泛应用的方法。它包括生物样品的冷冻固定、冷冻干燥、冷冻割断和冷冻含水样品的扫描电子显微术等。　　冷冻固定 　将生物材料投入低温的致冷剂中，如液氦、液氮、液体氟利昂及丙烷等。快速冷冻可使生物组织细胞的结构和化学组成接近于生活状态。被冷冻固定的生物样品，可以在低温条件下转移到具有低温样品台的扫描电子显微镜中直接观察无需进一步处理或仅在冷冻样品表面喷镀一薄层金属。这种方法不仅快速简便，而且可以排除由于干燥法造成收缩的假象，特别适合于研究含水量很高的生物材料。　　冷冻干燥 　生物样品经冷冻固定后，其中的水分冻结成冰，表面张力消失；再将冷冻样品放于真空中，使冰渐渐升华为水蒸气。这样获得的干燥样品在一定程度上避免了表面张力造成的形态改变。由于水冷冻而形成的冰晶会破坏组织结构，冰在真空中升华速度很慢，同时需要大型复杂的冷冻干燥装置，所以冷冻干燥法没有临界干燥法应用广泛。如果在冷冻前用有机溶剂置换样品中的水，而后，冷冻干燥，则可消除冰晶对结构的破坏，并大大缩短干燥时间；也无需特殊装置。　　冷冻割断 　为了观察脏器或细胞内部结构，可切断冷冻样品，再经化学固定、导电染色、脱水和临界点干燥及喷镀金属，用扫描电镜观察割断表面暴露出的内部结构。冷冻割断又包括乙醇割断法、二甲基亚砜割断法及冷冻断裂法等多种。用冷冻割断法可获得高分辨的组织细胞内部三维构造的扫描电镜图像。