4_SEM分析
表面分析和扫描电子显微镜
表面分析和扫描电子显微镜表面分析是材料科学领域中的一项重要技术，它通过对材料表面进行观察和分析，可以提供关于材料性质和结构的有价值的信息。
扫描电子显微镜(SEM)是表面分析中最常用的工具之一，其高分辨率和强大的显微成像功能使其成为研究表面形貌、微观结构以及材料成分的重要手段。
一、SEM的工作原理扫描电子显微镜(SEM)通过向样品表面发射高能电子束，并对从样品表面散射回来的电子进行收集和分析，实现对样品表面的成像观察。
SEM的电子枪会产生高能电子束，在样品表面扫描时，电子束与样品相互作用，产生的不同信号被接收器捕捉并转化为图像。
二、SEM的应用领域1. 材料科学：SEM可以观察和分析材料的表面形貌、纹理、晶粒结构等，从而了解材料的性能和变形机制，有助于改善材料的制备和应用。
2. 纳米科学：SEM适用于观察纳米材料的形貌、结构以及纳米尺寸的相关特征，是纳米材料研究的重要工具。
3. 生物学：SEM可以用于观察生物细胞、组织和微生物等的形貌和结构，有助于研究生物学过程和疾病发生机制。
4. 环境科学：SEM可以分析不同环境条件下的大气颗粒物、水质样品等，帮助研究环境污染和生态系统变化。
三、SEM的优势和局限性1. 优势：a. 高分辨率：SEM的分辨率能够达到纳米级别，能够显示出材料的微观结构和纳米级特征。
b. 大视野：SEM的观察范围相对较大，可以覆盖较大的样品表面区域。
c. 扩展功能：SEM可以结合其他技术，如能谱分析、电子衍射等，进一步了解材料的化学成分和晶体结构。
2. 局限性：a. 不能观察非导电样品：由于SEM需要样品具有导电性，不具备导电性的样品需要进行表面涂层处理。
b. 无法观察材料内部结构：SEM只能观察材料表面的形貌和结构，无法了解材料的内部构造。
c. 对样品要求较高：SEM需要样品表面平整、干燥，对样品制备过程要求较高。
四、SEM的操作步骤1. 样品准备：将待观察的样品进行固定、切割或研磨处理，制备成适合SEM观测的形状和尺寸。
SEMEDS能谱分析元素分析
SEMEDS能谱分析元素分析SEMEDS (Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 是一种常用的元素分析技术，主要用于对固体样品进行化学成分的定性和定量分析。
它结合了扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）的优势，可以提供丰富的化学信息，并得出准确的元素分析结果。
SEMEDS采用了电子束样品相互作用的原理。
当电子束照射到样品表面时，会产生多种相互作用，如透射、反射、散射等。
其中，散射是最关键的作用之一，它能够激发样品表面原子的内层电子跃迁。
这些电子跃迁释放出的能量，会以X射线的形式发射出来。
通过检测、分析这些X射线的能量和强度，就可以确定样品中存在的元素以及其相对含量。
SEMEDS具有高空间分辨率的优势，能够在纳米至亚微米尺度下进行元素分析。
在SEM的显微图像中，可以选择感兴趣区域进行能谱分析，从而获取更精确的化学信息。
此外，由于SEM本身是一种非接触性的测量技术，因此可以对不同类型和形状的样品进行分析，包括金属、陶瓷、生物材料等。
对于元素分析，SEMEDS可以提供定性和定量两种结果。
在定性分析中，通过比对样品中的谱线与已知元素的谱线之间的匹配程度，确定样品中存在的元素。
而在定量分析中，可以利用能谱数据的强度与元素浓度之间的线性关系，计算出元素的相对含量。
这些结果可以通过自动化软件进行处理和解释，提供准确的数据。
此外，SEMEDS还可以进行显微结构的分析。
通过显微镜的成像功能，可以观察样品的表面形貌和内部结构，从而了解不同区域的化学成分和分布情况。
这对于材料研究、生物学研究以及环境科学等领域都具有重要意义。
综上所述，SEMEDS是一种强大而有效的元素分析技术。
它结合了SEM 和EDS的优势，可以提供准确的化学成分信息，并允许对样品的形貌和结构进行观察。
SEMEDS的应用广泛，在材料科学、地球科学、生命科学等领域都有重要的应用价值，对于研究和开发新材料、分析环境污染物等都具有重要的意义。
sem组间差异性分析
sem组间差异性分析原创：SYSU星空微生态与微进化无论是野外环境样品，还是室内试验样品，一般我们都会设置样方或平行样来增强分析的准确性，必要时还会进行区组设计，因此在数据分析中需要进行组间差异的比较判别。
然而对于微生物群落数据，由于物种繁多，而且不同物种的敏感环境因子不同，因此基于正态分布的参数检验难以满足分析需要，要进行多元非参数检验（non-parametric multivariate statistical tests）来计算显著性，R语言vegan包含有多种非参数检验方法，包括Anosim、Adonis、MRPP等，不同方法在统计量的选择、零模型等方面存在差异。
Anosim分析（Analysis of similarities）是一种基于置换检验和秩和检验的非参数检验方法，用来检验组间的差异是否显著大于组内差异，从而判断分组是否有意义。
Anosim分析使用距离进行分析，默认为method="bray"，可以选择其他距离（和vegdist()函数相同），也可以直接使用距离矩阵进行分析。
在R中我们可以使用vegan包中的anosim()函数进行分析，这里我们微生物群落数据为例进行分析：#读取抽平后的OTU_table和环境因子信息data=read.csv("otu_table.csv", header=TRUE,s=1)envir=read.table("environment.txt", header=TRUE) rownames(envir)=envir[,1]env=envir[,-1]#筛选高丰度物种并将物种数据标准化means=apply(data, 1, mean)otu=data[names(means[means>10]),]otu=t(otu)#根据地理距离聚类kms=kmeans(env, centers=3, nstart=22)Position=factor(kms$cluster)#进行Anosim分析library(vegan)anosim=anosim(otu, Position, permutations=999) summary(anosim)上图中的ANOSIM statistic R为Anosim检验的统计量，他的分布衡量的就是零模型的分布，Upper quantiles of permutations就是通过999次置换获得的统计量的分位数。
sem实验流程
sem实验流程实验流程是科学研究的重要组成部分，它指导着科学家们进行实验、观察和记录数据，以验证或推翻科学假设。
在本文中，我将以人类的视角，生动地描述一个sem实验的流程。
我们需要准备实验所需的材料和设备。
在sem实验中，我们需要一台扫描电子显微镜（sem），以及待测样品和相关的实验药剂。
接下来，我们将样品放置在sem的样品台上。
确保样品表面光洁，以避免对实验结果的影响。
然后，调整sem的参数，如电流、电压和探测器的位置，以获得清晰的图像。
在实验开始之前，我们需要选择合适的实验药剂，并根据需要进行样品的处理。
处理可以包括表面涂覆、染色或其他化学修饰。
这些处理将有助于增强样品的对比度和可见度。
当一切准备就绪后，我们可以开始进行实际的观察和数据收集。
通过sem，我们可以获得高分辨率的样品图像。
在观察过程中，我们可以调整sem的焦距和放大倍数，以获得所需的细节。
在收集到足够的数据后，我们需要对图像进行分析和解读。
通过sem图像，我们可以观察到样品的表面形貌和微观结构。
我们可以测量颗粒的大小、形状以及它们之间的相互作用等参数。
我们需要将实验结果进行整理和分析。
我们可以使用统计学方法来确定数据的可靠性和显著性。
根据分析结果，我们可以得出结论并验证我们的科学假设。
在实验结束后，我们应该清洁sem设备，并妥善保存实验数据和样品。
这些数据和样品可能在今后的研究中起到重要的作用。
sem实验流程包括准备实验材料和设备、样品处理、观察和数据收集、图像分析和解读、结果整理和分析等步骤。
通过这些步骤，我们可以获得有关样品表面形貌和微观结构的重要信息，从而推动科学研究的进展。
希望本文能够以生动的语言、丰富的词汇和适当的标题，让读者对sem实验流程有一个清晰的了解。
SEM的服务主要有4种方式
SEM的服务主要有4种方式01竞价排名，顾名思义就是网站付费后才能被搜索引擎收录，付费越高者排名越靠前；竞价排名服务，是由客户为自己的网页购买关键字排名，按点击计费的一种服务。
客户可以通过调整每次点击付费价格，控制自己在特定关键字搜索结果中的排名；并可以通过设定不同的关键词捕捉到不同类型的的目标访问者。
而在国内最流行的点击付费搜索引擎有百度，雅虎和Google。
值得一提的是即使是做了PPC (Pay Per Click,按照点击收费)付费广告和竞价排名，最好也应该对网站进行搜索引擎优化设计，并将网站登录到各大免费的搜索引擎中。
02购买关键词广告，即在搜索结果页面显示广告内容，实现高级定位投放，用户可以根据需要更换关键词，相当于在不同页面轮换投放广告。
03搜索引擎优化（SEO），就是通过对网站优化设计，使得网站在搜索结果中靠前。
搜索引擎优化(SEO)又包括网站内容优化、关键词优化、外部链接优化、内部链接优化、代码优化、图片优化、搜索引擎登录等04 PPC（Pay Per call，按照有效通话收费），比如：“TMTW来电付费”，就是根据有效电话的数量进行收费。
购买竞价广告也被称做PPC目前，SEM正处于发展阶段，它将成为今后专业网站乃至电子商务发展的必经之路。
SEO是属于SEM的一部分，SEM包含了SEO。
SEO和SEM的区别SEO和SEM最主要的是最终目标的不同：SEO主要是为了关键词的排名、网站的流量、网站的结构、搜索引擎中页面收录的数据；SEM是通过SEO技术基础上扩展为搜索引擎中所带来的商业价值，策划有效的网络营销方案，包括一系列的网站运营策略分析，并进行实施，营销效果进行检测。
SEM概念的升级和拓展＋SEO服务，即搜索引擎优化，目前的SEO服务主要是网页SEO。
帮助做到网页搜索时排名靠前，获取自然排名和流量。
以后，同样要把图片SEO、视频SEO也纳入到SEO服务的范畴中。
不过视频营销应该涉及更多新的内容。
SEM的原理
SEM的原理SEM（Scanning Electron Microscope）是一种利用电子束取代光束进行成像的高分辨率显微技术。
相比传统光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和放大倍数，可以观察到更小尺寸的样品结构。
下面将详细介绍SEM的工作原理。
SEM的基本构造包括电子枪、聚焦系统、扫描系统、检测器和显像系统等部分。
首先，电子枪产生高度聚焦的电子束。
由于电子具有波粒二象性，因此在电子束通过缝隙时，由于荷电粒子间的库仑力作用，电子束会展宽。
聚焦系统包括一系列透镜和偏转电磁铁，用于控制电子束的大小和方向，使其能够更准确地瞄准样品表面。
接下来是扫描系统，由X轴和Y轴方向的两个扫描盘组成。
扫描盘通过电子束的偏转来扫描整个样品面，并产生一个二维的扫描图像。
样品表面的电子与电子束碰撞，产生的次级电子、反向散射电子和X射线等被检测器捕捉到。
次级电子主要用于形成显像，而反向散射电子和X射线则用于分析样品成分。
检测器通常有两种类型：次级电子检测器和反向散射电子检测器。
次级电子检测器是最常用的一种，通过测量次级电子的信号强度来形成显像。
反向散射电子检测器则测量从样品反射回来的电子，提供有关样品化学组成的信息。
在显像系统中，通过控制电子束的亮度和对比度，SEM可以产生高度清晰和对比度强的图像。
显像系统通常包括电子束控制器、扫描控制器、扫描发生器和显示器等，这些设备协同工作以获得所需的显像效果。
总结来说，SEM的原理基于电子束与样品之间相互作用的原理。
通过利用电子束的特性进行扫描和显像，SEM能够获得高分辨率和放大倍数的图像，从而使得我们能够观察到更细微的样品结构。
随着SEM技术的不断发展和改进，它在材料科学、生物学、物理学和化学等领域扮演着重要的角色，为我们深入了解微观世界提供了有力的工具。
四象限法则SEM优化技巧
四象限法则S E M优化技
巧
GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
竞价四象限法则优化方法
转化
低消费高消费
高转化高转化
消费
低消费高消费
低转化低转化
一象限：高消费高转化
转化率低网页跳出率高：
1、提高网站打开速度
2、着陆页相关度
3、网页吸引力
cpc贵：
1、排名过高（适当降低排名）
2、质量度差(提升关键词质）
3、起价过高(降低排名)
二象限：低消费高转化
将这部分词作为核心关键词词，进行拓词，进而挖掘更有价值的关键词。
三象限：高消费低转化
针对这类词具体策略是将这类词向增加转化量方向优化再向降低消费方向优化。
如果尝试失败可以考虑暂停或者删除这类关键词。
高消费低转化——降价（猛降），缩匹配。
高消费零转化——直接暂停，或者删除。
四象限：低消费低转化
1、关键词展现量不足：（1）排名低(提高出价)
（2）关键词数量不足（拓展新的关键词）
（3）关键词触发几率小（拓宽匹配模式）
（4）没搜索量（寻找合适的搜索词，查看搜索词报告）
（5）将一个月内没有展现或者10次以上展现没有点击的词进行匹配调整或者提高出价，让它们消费，让账户活起来（这一点很重要），隔一周处理一次
2、关键词点击率过低：
（1）创意不吸引人（撰写创意）
（2）排名低（提高出价）。
4SEM步骤
5模型拟合
• 卡方检验
– 导出矩阵与观察矩阵的差异程度
• 卡方自由度比
– 比值越小，表示模型拟合度越高 –当 小于2时，表明模型具有理想的拟合度
5模型拟合
• GFI (goodness-of-fit index)
– 类似于回归分析中的R平方，数值越大，表示 实际观测的协方差矩阵能够被假设模型解释的 百分比越高，拟合越佳 – 反映绝对拟合最佳的指数
• • • • • • 误差变异为正值 误差变异必须达显着水准 参数相关的绝对值不能太接近1 因素负荷量应介于0.50和0.95之间 估计标准误不能过大 Bagozzi & Yi （1988）
模型内在品质检验 Bagozzi & Yi （1988）
• 个别项目的信度（individual item reliability）均大 于.5 • 潜在变项的组合信度（composite reliability）均大 于.6 • 潜在变项的平均变异抽取（average variance extracted）均大于.5 • 参数估计均达显着水准（t>±1.96） • 标准化残差绝对值均小于1.96 • 修正指标均小于3.84
1理论发展
• Theory driven process
– Theory is specified as a model
• Alternative theories can be tested
– Specified as models
Theory A
Theory B
Data
1理论发展
• 根据过去的研究、经验和理论…… • 决定因果关系 • 绘制路径图
t法则3模式识别?测量模型的识别潜在变量是由sem分析所估计出来的而非实际的观测变量因此必须给定一个特定的单位尺度?两种方法将潜在变量的方差设定为1即将潜在变量强制以标准化方差作为共同单位或者将潜在变量所影响的测量变量中指定其中一个变量的因素负荷量为1即将观测变量的单位设定为潜在变量的参照量尺并使潜在变量的方差自由估计外源变量两种设定方法皆可但内生变量仅适合采用因素负荷量的设定方法3模型识别?潜在变量n1时测量模型识别至少3个观测变量因素负荷量都不为0差测量残之间没有任何相关?潜在变量n1时测量模型识别每一个潜在变量至少有3个观测变量每一个观测变量只受到单一一个潜变量的影响残差之间没有相关潜在变量的方差被自由估计4模型估计?最大概似法5模型拟合?卡方检验导出矩阵与观察矩阵的差异程度?卡方自由度比比值越小表示模型拟合度越高当小于2时表明模型具有理想的拟合度5模型拟合?gfigoodnessoffitindex类似于回归分析中的r平方数值越大表示实际观测的协方差矩阵能够被假设模型解释的百分比越高拟合越佳反映绝对拟合最佳的指数?agfiadjustedgfi类似于回归分析中调整后的r平方是将自由度纳入考虑之后的拟合指数5模型拟合?pgfiparsimonygfi考虑模型中估计参数的多少反映sem假设模型的简效程度判断原理与gfi相似pgfi在05以上是一个良好的模型5模型拟合?独立模型independentmodel将观察变量之间设定为没有任何共变情况所得到模型一独立模型表示了拟合状况最不理想的种模型反映了所有的观察变量之间没有任何关联可以作为与其他模型进行比较的基准模型baselinemodel5模型拟合?nfi利用嵌套模型的比较原理所计算出来的一种相对性指数一反映了假设模型与个观察变量间没有任何共变假设的独立模型的差异程度?nnfi考虑自由度的影响5模型拟合?ifiincrementalfitindex增量拟合指数bollen19895模型拟合?cfi假设模型与无任何共变关系的独立模型之间的差异性质与nfi类似模型拟合?rmsearootmeansquareerrorofapproximation平均概似平方误根系数rmsea不受样本量和模型复杂程度的影响模型拟合完美时f0的值接近于0rmsea也接近于0
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要提高分辨率可以通过减小照明波长来实现。 SEM 是用电子束照射样品，电子束是一种 De Broglie 波 ， 具 有 波 粒 二 相 性 ， ＝ 1 2 . 2 6 / V0.5( 伏 ) ， 如 果 V＝20kV 时 ， 则 ＝ 0.0085nm。目前用W灯丝的SEM，分辨率已达 到 3 ～ 6nm ，场发射源 SEM 分辨率可达到 1nm 。 高分辨率的电子束直径要小，分辨率与电子 束直径近似相等。
ZrO2-Al2O3-SiO2系 耐火材料的背散射 电子像。由于ZrO2 相平均原子序数远 高于Al2O3相和SiO2 相，所以图中白色 相为斜锆石，小的 白色粒状斜锆石与 灰色莫来石混合区 为莫来石－斜锆石 共析体，基体灰色 相为莫来石。
玻璃不透明区域的背散射电子像
两种图像的对比
锡铅镀层的表面图像 （a）二次电子图像（b）背散射电子图像
保真度好
样品通常不需要作任何处理即可 以直接进行观察，所以不会由于制样 原因而产生假象。这对断口的失效分 析特别重要。
SEM中的三种主要信号
其他信号
俄歇电子：入射电子在样品原子激发内层电子 后外层电子跃迁至内层时，多余能量转移给外 层电子，使外层电子挣脱原子核的束缚，成为 俄歇电子。 透射电子:电子穿透样品的部分。这些电子携 带着被样品吸收、衍射的信息，用于透射电镜 的明场像和透射扫描电镜的扫描图像，以揭示 样品内部微观结构的形貌特征。
背散射电子像的形成，就是因为样品表 面上平均原子序数Z大的部位形成较亮的区域， 产生较强的背散射电子信号；而平均原子序 数较低的部位则产生较少的背散射电子，在 荧光屏上或照片上就是较暗的区域，这样就 形成原子序数衬度。
背散射电子像的获得
•对有些既要进行形貌观察又要进行成分分析的 样品，将左右两个检测器各自得到的电信号进 行电路上的加减处理，便能得到单一信息。
景深D大
景深是指一个透镜对高低不平的试样各部位能同时
聚焦成像的一个能力范围。 景深大的图像立体感强，对粗糙不平的断口样品观 察需要大景深的 SEM。SEM 的景深Δf可以用如下公式表 示：
Δ f=
0 .2 D ( d) M a
式中: D为工作距离，a为物镜光阑孔径，M为放大 倍率，d为电子束直径。可以看出，长工作距离、小物 镜光阑、低放大倍率能得到大景深图像。
Optical M高
分辨率指能分辨的两点之间的最小距 离。分辨率d可以用贝克公式表示： d=0.61/nsin 为透镜孔径半角， 为照明样品的光 波长，n为透镜与样品间介质折射率。对光 学 显 微 镜 ＝ 7 0 ～ 7 5 ， n=1.4。 因 为 nsin1.4， 而 可 见 光 波 长 范 围 为 ： ＝ 4 0 0 nm-700nm， 所 以 光 学 显 微 镜 分 辨 率 d0.5，显然 d200nm。
背散射电子像
2. 成分衬度 背散射电子发射系数可表示为：
ln z 1 6 4
样品中重元素区域在图像上是亮区，而轻元 素在图像上是暗区。利用原子序数造成的衬度变 化可以对各种合金进行定性分析。 背散射电子信号强度要比二次电子低的多， 所以粗糙表面的原子序数衬度往往被形貌衬度所 掩盖。
背散射电子像
10.3 扫描电镜图象及衬度 二次电子像
背散射电子像
二次电子
入射电子与样品相互作用后，使样品原子较 外层电子（价带或导带电子）电离产生的电子， 称二次电子。二次电子能量比较低，习惯上把能 量小于 50 eV电子统称为二次电子，仅在样品表 面5～10 nm的深度内才能逸出表面，这是二次电
子分辨率高的重要原因之一。
对于原子序数信息来说，进入左右两个检测器 的信号，其大小和极性相同，而对于形貌信息， 两个检测器得到的信号绝对值相同，其极性恰 恰相反。 将检测器得到的信号相加，能得到反映样品原 子序数的信息；相减能得到形貌信息。
背散射电子探头采集的 （a）成分像 （b）形貌像
ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料的背 散射电子成分像，1000×
3.电子与固体试样的交互作用
一束细聚焦的电子束轰击试样表面时，入射
电子与试样的原子核和核外电子将产生弹性或非
弹性散射作用，并激发出反映试样形貌、结构和
组成的各种信息，有： 二次电子、背散射电子、阴极发光、特征 X 射线、俄歇过程和俄歇电子、吸收电子、透射电 子等。
（1） 弹性散射和非弹性散射
当一束聚焦电子束沿一定方向入射到试样内时，由于 受到固体物质中晶格位场和原子库仑场的作用，其入射方 向会发生改变，这种现象称为散射。 （1）弹性散射。如果在散射过程中入射电子只改变方向， 但其总动能基本上无变化，则这种散射称为弹性散射。弹 性散射的电子符合布拉格定律，携带有晶体结构、对称性、 取向和样品厚度等信息，在电子显微镜中用于分析材料的 结构。 （2）非弹性散射。如果在散射过程中入射电子的方向和 动能都发生改变，则这种散射称为非弹性散射。在非弹性 散射情况下，入射电子会损失一部分能量，并伴有各种信 息的产生。非弹性散射电子：损失了部分能量，方向也有 微小变化。用于电子能量损失谱，提供成分和化学信息。 也能用于特殊成像或衍射模式。
入射电子 Auger电子 (AE)
背散射电子(BE) 二次电子(SE) 阴极发光 X射线
样 品
透射电子(TE)
各种信息的作用深度和区域大小
从图中可以 看出，俄歇电子 的穿透深度最小， 一般穿透深度小 于 1 nm， 二 次 电 子小于10nm。
作用深度和分辨率的关系
可以产生信号的区域称为有效作用区，有效 作用区的最深处为电子有效作用深度。 但在有效作用区内的信号并不一定都能逸出 材料表面、成为有效的可供采集的信号。这是因 为各种信号的能量不同，样品对不同信号的吸收 和散射也不同。 随着信号的有效作用深度增加，作用区的范 围增加，信号产生的空间范围也增加，这对于信 号的空间分辨率是不利的。
10.4 扫描电镜的主要性能与特点
放大倍率高（M=Ac/As）
分辨率高（d0=dmin/M总）
景深大（F≈ d0/β）
保真度好
样品制备简单
放大倍率高
从几十放大到几十万倍，连续可调。放大倍 率不是越大越好，要根据有效放大倍率和分析样 品的需要进行选择。如果放大倍率为 M，人眼分 辨率为0.2mm，仪器分辨率为5nm，则有效放大率 M＝0.2106 nm 5nm=40000（ 倍）。 如 果选 择 高于 40000 倍的放大倍率，不会增加图像细节， 只是虚放，一般无实际意义。放大倍率是由分辨 率制约，不能盲目看仪器放大倍率指标。
第三篇 电子显微分析
第十章 扫描电子显微镜
引言 扫描电镜结构原理 扫描电镜图象及衬度 扫描电镜的主要特点 扫描电镜结果分析示例 电子探针显微分析
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10.1 引 言
扫描电子显微镜的简称为扫描电镜，英 文 缩 写 为 SEM (Scanning Electron Microscope)。SEM 与电子探针（ EPMA）的 功能和结构基本相同，但SEM一般不带波谱 仪（WDS）。它是用细聚焦的电子束轰击样 品表面，通过电子与样品相互作用产生的二 次电子、背散射电子等对样品表面或断口形 貌 进 行 观 察 和 分 析 。 现 在 SEM 都 与 能 谱 （ EDS）组合，可以进行成分分析。所以， SEM也是显微结构分析的主要仪器，已广泛 用于材料、冶金、矿物、生物学等领域。
景深
d0 0.02m m F tg c Mtg c
d0临界分辨本领， c 电子束的入射角
多孔SiC陶瓷的二次电子像
一般情况下，SEM景深比TEM大10倍，比 光学显微镜（OM）大100倍。 如 10000 倍时， TEM 的景深为 1 m ， SEM 为 10 m 。 100 倍 时 ， OM 的 景 深 为 10 m ， SEM则为1000 m。
JSM-6700F场发射扫描电镜
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2. 扫描电镜的主要结构
主要包括有电子光学系统、扫描系 统、信号检测放大系统、图象显示和记 录系统、电源和真空系统等。
比 较
透射电镜一般是电子光学系统（照明 系统）、成像放大系统、电源和真空系统 三大部分组成。
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。
结
论
背散射电子与二次电子 的信号强度与Z的关系
二次电子信号在原子 序数Z>20后，其信号 强度随Z变化很小。 用背散射电子像可以 观察未腐蚀样品的抛 光面元素分布或相分 布，并可确定元素定 性、定量分析点。
二次电子像
二次电子像是表面形貌衬度，它是利用对 样品表面形貌变化敏感的物理信号作为调制信 号得到的一种像衬度。因为二次电子信号主要 来处样品表层5～10nm的深度范围，它的强度 与原子序数没有明确的关系，但对微区表面相 对于入射电子束的方向却十分敏感，二次电子 像分辨率比较高，所以适用于显示形貌衬度。
形貌衬度原理
原因：随着θ角增大，入射电子 束作用体积更靠近表面层，作用体积 内产生的大量自由电子离开表层的机 会增多；其次随θ角的增加，总轨迹 增长，引起价电子电离的机会增多。
二次电子像
（a）陶瓷烧结体的表面图像（b）多孔硅的剖面图
背散射电子
背散射电子是指入射电子与样品相 互作用(弹性和非弹性散射)之后，再次 逸出样品表面的高能电子，其能量接近 于入射电子能量 ( E0)。背射电子的产 额随样品的原子序数增大而增加，所以 背散射电子信号的强度与样品的化学组 成有关，即与组成样品的各元素平均原 子序数有关。
（2）SEM中的三种主要信号
背散射电子：入射电子在样品中经散射后再从 上表面射出来的电子。反映样品表面不同取向、 不同平均原子量的区域差别。 二次电子：由样品中原子外壳层释放出来，在 扫描电子显微术中反映样品上表面的形貌特征。 X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外 层电子跃迁至内层时发出的光子。