扫描电镜经典总结教案资料
扫描电镜实验课教学讲义
一.扫描电镜的构造及原理扫描电镜是利用细聚焦高能电子束在试样上扫描激发出各种物理信息，通过对这些信息的接收、放大和显示，实现对试样进行微区分析。
结构上可分为五部分，即：电子光学系统、扫描系统、信号接收与显示系统、样品移动与更换系统和真空系统。
下面可通过日立S－530为例了解扫描电镜结构及原理。
1.1电子光学系统电子光学系统如图1-1所示。
这部分是由电子枪及电磁透镜等组成。
图1-1扫描电镜电子光学系统电子枪是采用三级热阴极电子枪。
普通灯丝做成V型，栅极为负偏压，阳极接地。
电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布要小，目前常用的种类计有三种，钨(W)灯丝、)灯丝、场发射 (Field Emission)，热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼六硼化镧(LaB6化镧(LaB6)灯丝两种，它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。
当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时，会有可观数量的电子发射出来，此过程叫做场发射，其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应，亦即使能障宽度变窄，高度变低，因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开阴极。
场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来，因此可得极细而又具高电流密度的电子束，其亮度可达热游离电子枪的数百倍，或甚至千倍。
表1-1为钨灯丝、六硼化镧灯丝和场发射的性能比较。
电子能量散布亮度Candela真空度 寿命钨灯丝 2eV 8 1.3E-4mBar100h 六硼化镧灯丝 1eV 40 2E-7mBar 2000h场发射 0.2-0.3eV 3000 5E-9mBar10000h表1-1 钨灯丝、LaB6灯丝、场发射的性能比较S-530使用的是钨灯丝，通常每周需要更换灯丝一次。
更换灯丝时，需要将温纳尔帽清洗干净，并将灯丝对中。
图1-2钨灯丝的构造图电磁透镜是由三个会聚型透镜组成。
扫描电镜实验报告
扫描电镜实验报告扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种应用广泛的高分辨率显微镜，能够对样品进行表面形貌和微观结构的观测和分析。
本实验旨在通过扫描电镜对不同样品的表面形貌和微观结构进行观察和分析，从而加深对扫描电镜原理和应用的理解。
首先，我们准备了几种不同的样品，包括金属材料、植物组织和昆虫外骨骼等。
在实验过程中，我们首先对样品进行了表面处理，包括金属样品的金属镀膜处理、植物组织的冷冻干燥处理以及昆虫外骨骼的金属喷镀处理，以保证样品在扫描电镜下的观察效果。
接下来，我们将样品放置在扫描电镜的样品台上，并调整好合适的观察条件。
在观察过程中，我们发现扫描电镜能够清晰地显示样品的表面形貌和微观结构，包括金属样品的晶粒结构、植物组织的细胞结构以及昆虫外骨骼的纹理结构等。
通过对这些结构的观察和分析，我们不仅可以直观地了解样品的表面特征，还可以深入地研究样品的微观结构和性质。
在实验中，我们还发现扫描电镜具有较高的分辨率和深度信息，能够对样品进行三维观察和分析。
通过调整扫描电镜的工作参数，我们成功地获得了不同角度和深度的样品图像，进一步揭示了样品的微观结构和表面形貌。
这为我们深入理解样品的微观特征提供了重要的信息和依据。
总的来说，通过本次实验，我们深入了解了扫描电镜的原理和应用，掌握了样品的表面形貌和微观结构的观察方法，提高了对样品性质和特征的认识。
扫描电镜作为一种重要的分析工具，将在材料科学、生物学、医学等领域发挥重要作用，为科学研究和工程应用提供有力支持。
通过本次实验，我们不仅提高了对扫描电镜的认识，还对不同样品的表面形貌和微观结构有了更深入的理解。
扫描电镜的高分辨率和深度信息为我们提供了更多的观察和分析角度，有助于我们更全面地认识样品的特性和性能。
希望通过今后的实践和研究，能够更好地利用扫描电镜这一强大的工具，为科学研究和工程应用做出更多的贡献。
扫描电镜分析 (2)
扫描电镜分析引言扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束来观察和分析材料的表面形貌和组成。
相比传统光学显微镜，扫描电镜具有更高的放大倍数和更好的分辨率，能够提供更详细的信息和更全面的材料表征。
本文将介绍扫描电镜分析的基本原理、操作步骤和应用领域。
扫描电镜分析的基本原理扫描电镜利用电子束与样品表面的相互作用生成图像，采用场发射电子源作为电子束的发射源。
电子束从电子源中发射出来后被加速，在经过透镜系统的聚焦作用下，聚焦在样品表面上。
样品表面的电子与电子束发生相互作用，包括散射、逸出等过程。
逸出的电子被收集和放大，转换成电信号，通过不同的检测器获得样品表面的形貌和组成信息。
扫描电镜分析的操作步骤1.准备样品：将待观察的样品切割、打磨，使其表面平整，去除杂质。
如果样品是不导电的，需要进行导电处理，如镀一层金属薄膜。
2.真空系统准备：将样品放置在扫描电镜的样品台上，通过真空系统排除气体，以保证电子束的传输。
3.调试扫描电镜参数：根据样品的性质和分析需求，设置电子束的加速电压、电子枪的亮度、放大倍数等参数。
4.扫描电镜观察：启动扫描电镜的电子束，将电子束聚焦在样品表面，利用扫描线圈扫描样品表面，收集和放大逸出的电子信号，生成图像。
5.图像分析：通过软件分析图像，测量样品表面的形貌和组成，获取相关的形态参数和元素成分信息。
扫描电镜分析的应用领域扫描电镜广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域的研究和分析。
具体应用包括： - 材料表面形貌分析：扫描电镜能够提供高分辨率的材料表面形貌信息，用于评价材料的纹理、晶格形貌等。
- 生物样品观察：扫描电镜可以观察生物样品的微观结构，包括细胞形态、器官结构等，对生物学研究有重要意义。
- 纳米材料研究：扫描电镜在纳米材料的研究中得到广泛运用，能够观察和分析纳米颗粒的大小、形状、分布等特征。
- 化学成分分析：扫描电镜结合能谱仪可以进行化学成分分析，通过测量逸出电子的能谱来确定材料的元素成分。
扫描电镜经典总结材料
• 扫描电镜（SEM）• 透射电镜（TEM）• 原子力显微镜（AFM）• X射线衍射（XRD）• 元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。
透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射电镜(TEM)的成像和衍射二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的自由电子，此即二次电子。
在电场的作用下它可呈曲线运动进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。
二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜的分辨率。
二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。
二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。
当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电子很少，称为二次电子成像(SEI)。
背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失；既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远大于后者。
背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进行定性成分分析。
特征X射线入射电子和原子中的层电子发生非弹性散射作用而损失一部分能量（几百个eV），激发层电子发生电离，形成离子，该过程称为芯电子激发。
除了二次电子外，失去层电子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。
俄歇(Auger)电子如果入射电子把外层电子打进层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。
扫描电镜教案
1）灯丝电流饱和点调整
2）电子束对中调整
3、实验参数的选择
1）加速电压的选择
加速电压高时，电子束的直径变小，使分辨率增加，但是分辨率还取决于能够获得的对比度和像素等因素，所以电压并非越高越好，对于某些样品，比如生物样品，过高的加速电压会破坏细胞结构。低的加速电压也有很多优点，如降低加速电压可消除下层结构引起的干扰，看到更多的表面细小形貌，某些不导电的样品还可在低加速电压下直接观察。
注：对不需要拉伸的试样，只需旋转XY旋钮找到样品，然后调整放大倍数，并在合适的亮度和对比度下拍摄即可。
五、实验结果分析：
课堂讲授
多媒体讲解
思考交流
课堂讲授
多媒体讲解
思考交流
课堂讲授
多媒体讲解
思考交流
作业、讨论题、思考题：
1、电子束与样品作用后可以产生哪些信号？简述二次电子的成像原理。
教学基本内容
方法及手段
一、实验原理：
扫描电镜是利用细聚焦的电子束，在样品表面逐点扫描，用探测器接收在电子束作用下，样品中产生的电子信号，把信号转换成图像的仪器。在扫描电子显微镜中，由电子枪发射并经过聚焦的电子束在样品表面扫描，激发样品产生各种物理信号，包括背散射电子、二次电子、吸收电子、透射电子、特征X射线等，其强度随样品表面特征而变。于是样品表面不同的特征，按顺序、成比例地被转换成视频信号。然后检测其中某种物理信号，并经过视频放大和信号处理，用来同步地调制阴极线管的电子束强度。原则上说，高能电子与固体样品互相作用产生的各种物理信号，经检测放大后皆可作为调制信号，在屏幕上获得反映样品表面各种特征的扫描图像。
2.扫描系统
扫描系统主要包括扫描发生器、扫描线圈和放大倍率变换器。扫描电镜图像的放大倍率是通过改变电子束偏转角度来调节的。放大倍数等于CRT面积与电子束在样品上扫描面积之比，减小样品上扫描面积，就可以增加放大倍率。
5-3扫描电子显微镜(教案)
5-3 扫描电子显微镜 （教案）实验的目的要求：1. 了解扫描电子显微镜的工作原理和掌握其使用办法2. 用扫描电子显微镜观察不同金刚石膜的形貌像并加以讨论教学内容：1.画出扫描电子显微镜的原理图，2.能够看说明书自己正确操作扫描电子显微镜，3.通过观察不同粗糙度Si衬底表面上生长出金刚石膜的相貌像，讨论为什么粗糙度大的衬底上金刚石膜厚，并对之作出解释。
实验过程中可能涉及的问题：1. 扫描电子显微镜是一种比较理想的表面分析工具，可以直接观察大块样品的表面，且样品制备方便。
2. 扫描电子显微镜的景深大，放大倍数连续可调的范围大，分辨本领较高，所以它成为了固体材料断口和显微组织三维形态的观察用的有效工具。
3. 扫描电子显微镜不仅能做表面形貌像的分析，而且配备相关附件后，还可以做表面成分分析及表层晶体学位相分析。
4. 扫描电子显微镜中也要用到外加磁场对其电子枪发射出的电子束进行约束。
此约束的最终目的是什么？它与透射电子显微镜中的磁场对电子束的作用有何不同？扫描电镜中的磁场用于使电子束会聚成纳米量级的束斑，透射电镜中的磁场起到光学透镜的作用，使电子束能够穿过样品产生衍射光斑。
5.扫描电镜和透射电镜的成像原理大不相同。
扫描电镜不用什么透镜来进行放大成像，而是像闭路电视那样，逐点逐行扫描成像。
6. 固定光阑和限速光阑的作用是什么？7. 电子束的粗细和图像分辨率的关系：细则分辨率高。
8. 扫描电子显微镜中的入射电子束打在样品表面会产生哪几种电子？扫描电子显微镜中主要的信号是二次电子和背散射电子。
主要工作模式是提供二次电子像。
9. 实验中用的S450扫描电子显微镜的抽真空系统与本科生在普通物理实验课中做过的镀铜膜的实验中用的抽真空系统的区别：S450扫描电子显微镜的抽真空系统用的是机械泵加油扩散泵，此系统工作时必须通冷却水；镀铜膜的实验是用机械泵加分子泵，此系统工作时不用冷却水。
应知道原因：油扩散泵工作时产生油蒸气，不通冷却水油蒸气分子会进入到真空反应室，造成实验系统的污染。
扫描电镜学习资料
扫描电镜（一）扫描电镜的使用方法1、形貌观察ProbeSpecimen图2-1 注意保持工作距离WD（work distance）Soptsize24左右用来观察形貌37左右用来打成分Vent：放气Evac：抽真空常用按钮：View（35X）、Scan1（用于聚焦）、Scan2（整体观察）、Scan3（整体观察，分辨率比Scan2高，但显示速度慢）、Contrast、Brightness、Focus（放大倍数由小到大依次调整）、Stage control、SEM menu、Vent、Evac、Image、beam controller操作步骤：放样（载物台不要抽出太多，能放进去试样即可，注意要目测试样距探头的高度，要求大于25mm）用手按住载物台外露部分，帮助吸住载物台点击SEM menu→Evac，这时机器上的Vacuum system面板上的Evac灯闪烁，表示正在抽真空，电脑上显示Pre Evac真空抽好后显示readyHT on点击View→Stage control→调到中心→go→closeACB (auto contrast brightness)如果图象不清晰，作如下调整调灯丝，SEM→gun alignment→load current 是调灯丝，不能超过黄线，否则会烧毁灯丝调整contrast和brightness高倍调焦，低倍观察，Scan1调焦（倍数100→1000→10000依次递增），Scan2观察，Scan3固定图象固定图象后，可以用菜单里的命令量距离SEM menu→HT on/off→SEM menu→Vent→close→待Vent灯不再闪烁后等待10s，打开载物台，取出试样保存图像步骤：在Scan3状态下，点击Freeze→File→Save as→找到D盘ltj组，文件命名，注意框选，右下侧的Merge text，这样才会在图片中出现下边的黑色显示条，显示**ev，放大倍数和基线注意事项：WD不能小于20mmLoad current 是调灯丝，不能超过黄线制备SEM试样不能太大，最大20mmX20mmX20mm，高度尽量一致，试样上不能有氧化膜，尤其是底部，否则影响导电性，导电性不好可以粘导电胶，3003和4004需用0.5％的HF腐蚀20s用记号笔在试样上作标记以确定界面、4004永远在左侧，3003永远在右侧。
扫描电镜(本科教学)
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Modern Analytical Instruments and Technology for Materials
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Modern Analytical Instruments and Technology for Materials
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1. 电子枪 Electron Gun
•Wehnelt Cap • Flament • Anode
Modern Analytical Instruments and Technology for Materials
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2. 电磁透镜 Electron Lenses
功能：把电子枪 的束斑逐级聚焦 缩小，使原来直 径约为50 m束 斑缩小成一个只 有数纳米的细小 斑点。
既然是光源限制了显微镜的放大倍
数和分辨率的发展，人们自然会想 到：要想提高显微镜的放大倍数和 分辨率，就应该更换波长更短的光 源。随着人们对电磁波的认识，人 们了解到：在一定的电压下电子束 的波长可以达到零点几个纳米，使 用电子束做为光源，显微镜的分辨 率就可能提高几个数量级。
Modern Analytical Instruments and Technology for Materials
二次电子、背散射电子和透射电子
进入闪烁体，引起电离
离子和自由电子复合形成可见光
光信号放大，转换电流信号，视 频放大成为调制信号 Modern Analytical Instruments and Technology for Materials
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三. 真空系统 Vacuum
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扫描电镜经典总结• 扫描电镜（SEM）• 透射电镜（TEM）• 原子力显微镜（AFM）• X射线衍射（XRD）• 元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。
透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射电镜(TEM)的成像和衍射二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的自由电子，此即二次电子。
在电场的作用下它可呈曲线运动进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。
二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜的分辨率。
二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。
二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。
当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电子很少，称为二次电子成像(SEI)。
背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失；既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远大于后者。
背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进行定性成分分析。
特征X射线入射电子和原子中的内层电子发生非弹性散射作用而损失一部分能量（几百个eV），激发内层电子发生电离，形成离子，该过程称为芯电子激发。
除了二次电子外，失去内层电子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。
俄歇(Auger)电子如果入射电子把外层电子打进内层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。
主要用于轻元素和超轻元素(除H和He)的分析，称为俄歇电子能谱仪。
阴极荧光如果入射电子使试样的原于内电子发生电离，高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较长(在可见光或紫外区)，称为阴极荧光，可用作光谱分析，但它通常非常微弱。
各种信号的深度与区域大小高能电子束受到物质原子的散射作用偏离入射方向，向外发散；随着深度的增加，分布范围增大，动能不断降低、直至为0，形成一个作用区。
“梨形作用体积”：对轻元素样品，入射电子经多次小角散射，在未达到较大散射角之前已深入样品内部；最后散射角增大，达到漫散射的程度。
“半球形作用体积”：对重元素样品，入射电子在样品表面不很深的位置就达到漫反射的程度。
电子在样品内散射区域的形状主要取决于原子序数，改变电子能量只引起作用体积大小的改变而不会显著改变形状。
深度能逸出材料表面的俄歇电子距表面的深度：0.4~2nm，为表面信号；能逸出材料表面的二次电子距表面的深度：5~10nm；能逸出材料表面的X射线距表面的深度：500nm~5μm。
：分辨率：俄歇电子与二次电子的空间分辨率最高；背散射电子的空间分辨率次之；X射线信号的空间分辨率最低。
二次电子像的分辨率主要取决于电子探针束斑尺寸和电子枪的亮度。
二次电子的最高分辨率可达0.25nm。
扫描电镜的分辨率指的是二次电子的分辨率。
扫描电镜的特点★景深大，图像富有立体感，特别适合于表面形貌的研究.★放大倍数范围广，从十几倍到2万倍，几乎覆盖了光学显微镜和TEM的范围.★制样简单，样品的电子损伤小.这些方面优于TEM，所以SEM成为材料常用的重要剖析手段.扫描电镜(SEM)的几大要素（1）分辨率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。
（2）放大倍数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。
（3）景深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。
(4) 衬度包括：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二次电子来自试样表面层5～10nm的深度范围，表面形貌特征对二次电子的发射系数影响可由下式表示：δ=δ0／Cosαδ0——物质的二次电子发射系数，与具体物质有关的常数。
可见，二次电子的发射系数随α角的增大而增大。
事实上，α角大，入射电子束的作用体积较靠近试样表面，由于二次电子主要来自试样表层5～10nm深度，因此，作用体积内产生的大量二次电子离开表面的机会增加；其次，α角大，入射电子束的总轨迹增长，引起电子电离的机会增多。
因此，在试样表面凸凹不平的部位，入射电子束作用产生的二次电子信号的强度要比在试样表面平坦的部位产生的信号强度大，从而形成表面形貌衬度。
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。
背散射电子像背散射电子也称为反射电子或初级背散射电子，其能量在50eV, 接近于入射电子能量。
利用背散射电子的成像，称为背散射电子像。
背散射电子像既可以用来显示形貌衬度，也可以用来显示成分衬度。
形貌衬度类似二次电子，样品表面的形貌也影响背散射电子的产率，在α角较大(尖角)处，背散射电子的产率高；在α角较小(平面)处，背散射电子的产率低。
由于背反射电子是来自一个较大的作用体积，用背反射信号进行形貌分析时，其分辨率远比二次电子低。
由试样微区的原子序数或化学成分的差异所形成的像。
成分衬度背散射电子是受原子反射回来的入射电子，受核效应的影响比较大。
由经验公式，对原子序数大于10的元素，背散射电子发射系数可表示为∴背散射电子发射系数随原子序数Z的增大而增加。
η = ln Z／6 -1／4但是，二次电子大部分是由价电子激发出来的，所以原子序数的影响不大明显：当原子序数Z<20时，δ随着Z的增加而增大；当Z>20时，δ与Z几乎无关。
(如图3一15所示)。
若试样表面存在不均匀的元素分布，平均原子序数较大的区域产生较强的背散射电子信号，因而在背散射电子像上显示出较亮的衬度；反之，平均原子序数较小的区域在背散射电子图像上是暗区。
因此，可根据背散射电子像的亮暗程度，判别出相应区域的原子序数的相对大小，由此可对金属及其合金的显微组织进行成分分析。
扫描电子显微镜的样品制备（1）导电性好，以防止表面积累电荷而影响成像；（2）具有抗辐射损伤的能力，在高能电子轰击下不分解、不变形；（3）具有高的二次电子和背散射电子系数，以保证图像良好的信噪比。
扫描电镜试样一般要求具有以下特点：对不满足以上要求的试样（陶瓷、玻璃、塑料等绝缘材料，导电性差的半导体，热稳定性不好的有机材料，二次电子、背散射电子系数较低的材料等），需要表面涂层处理。
表面涂层处理的常用方法有真空蒸发和离子溅射镀膜法。
二次电子像的样品制备方法（1）导电样品。
将允许尺寸的样品放入样品室观察前先需用丙酮、酒精或甲苯这类溶剂清洗掉样品表面的油污，或在超声波清洁器中去除油污，也可用复型剥离及化学刻蚀等方法去除在高放大倍数下易分解的碳氢化物等的玷污，因为这些物质分解后会在样品表面沉积一层碳和其他产物，当放大倍数缩小时，图像中原视域就成为暗色的方块。
（2）绝缘体或导电性能较差的样品。
如陶瓷、半导体，高分子、不需固定脱水处理的生物样品及一些无机材料等，只需清洁样品之后，用离子喷镀仪在样品表面喷镀一层金产生导电层就可观察了。
（3）不论样品导不导电，块状样品都得借助于双面胶带将样品粘在铜或铝样品台上，并用银粉导电胶连通样品与样品台，或直接用石墨导电双面胶带粘贴样品，使吸收电子能流入接地的样品架，以尽量减少因表面充电效应或热损伤引起的起泡、龟裂、像漂移、像散不稳定等现象，尤其是生物样品、聚合物等。
（4）颗粒样品，如果是干燥的粉末，可直接撒在粘有双面胶带的样品台上，抖去或用洗耳球吹去松散的颗粒，并用导电胶涂在胶带四周再喷金。
（5）如果是含水或含有挥发性物质的样品，必须先去除水分或挥发性物质，再喷金观察。
去除水分的方法有很多种：烘箱干燥、湿度干燥、置换干燥、真空干燥、冷冻干燥、临界点干燥等，根据样品的不同特点和要求选择不同的方法。
温度干燥是将样品保持在一定的温度下干燥，真空干燥与冷冻干燥都是用真空喷镀仪抽真空，使水分挥发。
不同的是后者将样品投入液氮或其他骤冷剂然后再抽真空，水分从固态直接升华，使得通常的液相蒸发带来的表面张力减小，减少样品损伤。
透射电镜(TEM)基本原理透射电镜基本构造与光学显微镜相似，主要由光源、物镜和投影镜三部分组成，只不过用电子束代替光束，用磁透镜代替玻璃透镜。