掃描電鏡

鑠思百檢測可提供掃描電鏡（SEM）測試服務(wù)，以下是掃描電鏡的相關(guān)介紹：

掃描電鏡全稱為掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM），被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、冶金、材料、半導(dǎo)體制造、微電路檢查等各個研究領(lǐng)域和工業(yè)部門。

那么關(guān)于掃描電鏡，初入科研界的研友們從哪開始了解比較好呢？下面我們來簡單聊聊吧。

最常見的掃描電鏡品牌大部分都是進口的，如蔡司（Zeiss）、日本電子（JEOL）、日立（Hitachi）、泰思肯（TESCAN）等，國產(chǎn)的主要是中科科儀。

大部分的掃描電鏡都會配置能譜儀（Energy Dispersive Spectrometer，簡稱EDS），用來進行成分分析。這里要注意的是能譜不能單獨存在，是依附電鏡而使用，作為一個探測器而存在，常見的能譜儀品牌有島津（Kratos）、牛津（Oxford）、賽默飛（ThermoFishe），均為進口設(shè)備。

掃描電鏡基本原理

電子束與樣品作用時會產(chǎn)生信號，這些信號最為常見的包括：背散射電子、二次電子、吸收電子、透射電子、特征x射線、俄歇電子那么可以利用這些信號對樣品的性能進行表征。能譜分析是會額外配置一個能譜探測器，利用特征X射線進行成分分析。

電子槍發(fā)射出的高能電子束與樣品物質(zhì)的交互作用，產(chǎn)生了各種信息被相應(yīng)的接收器接收，經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上，調(diào)制顯像管的亮度。經(jīng)過掃描線圈上的電流是與顯像管相應(yīng)的亮度一一對應(yīng)。

設(shè)備就是這樣采用逐點成像的方法，把樣品表面不同的特征，按順序、成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號，完成1一幀圖像，從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像，以下就是SEM工作原理圖。

掃描電鏡樣品制備

了解過SEM的工作原理后，接下來就是重要的制樣環(huán)節(jié)啦。大部分人都會忽略制樣的重要性，其實樣品制備的好壞，對測試結(jié)果有很大的影響。

優(yōu)質(zhì)的待測樣品要具備以下特點：電、小、凈、穩(wěn)

電：導(dǎo)電性好，導(dǎo)電性好的樣品成像效果好，導(dǎo)電性差的樣品需要噴金增強導(dǎo)電性

?。?/span>樣品小導(dǎo)電性會好，且易于抽真空

凈：保證待測面的新鮮，最好可用酒精擦拭后再測試

穩(wěn)：沒粘穩(wěn)的話圖像會一直晃動、飄，成像質(zhì)量差。

一般要測的樣品狀態(tài)有：塊狀、薄膜、粉末、液體，常用的導(dǎo)電膠帶是雙面碳膠帶。

塊狀、薄膜：尺寸標(biāo)準(zhǔn)接近10mm*10mm*1mm左右的規(guī)格。

液體：先在樣品臺上粘雙面膠帶，然后粘上干凈的硅片，接著把溶液小心滴在硅片上，自然烘干。

粉末：在樣品臺上粘雙面膠帶，取少量粉末撒在膠帶上，用洗耳球吹去多余的樣品；個別分散性較差的樣品可分散在液體溶液中，重復(fù)液體制樣方法

制樣流程示意圖

注：制備塊體樣品時，最好在表面再粘點導(dǎo)電膠帶，以增強導(dǎo)電性。

以上樣品制備好后，導(dǎo)電性好的樣品可直接放入掃描電鏡樣品倉中進行測試，導(dǎo)電性差/不導(dǎo)電的樣品則需要先進行噴金處理再放進樣品倉中抽真空進行測試。

掃描電鏡示意結(jié)果圖

掃描電鏡照片是灰度圖像，分為二次電子像和背散射電子像，主要用于表面微觀形貌觀察或者表面元素分布觀察。

一般二次電子圖像主要反映樣品表面微觀形貌，基本和自然光反映的形貌一致，特殊情況需要對比分析。背散射電子圖像主要反映樣品表面元素分布情況，越亮的區(qū)域，原子序數(shù)越高。看表面形貌，通常亮的區(qū)域高，暗的區(qū)域低。但非常薄的薄膜，背散射電子會造成假像；導(dǎo)電性差時，電子積聚也會造成假像。

不同品牌的掃描電鏡測試結(jié)果所呈現(xiàn)的內(nèi)容也不一樣，用HF酸腐蝕了玻璃表面（不導(dǎo)電，已噴金），想通過SEM觀察表面腐蝕凹坑的情況。

最最最最重要就是這個5μm的標(biāo)尺！這也是一張SEM圖像必不可少的一個信息。整個標(biāo)尺的長度是5μm，則對應(yīng)的每小格是500nm，由標(biāo)尺可看出，存在很凹坑都是微米級的，右上角單獨存在的凹坑尺寸在1~1.5μm范圍內(nèi)。根據(jù)SEM的形貌圖，結(jié)合所做的實驗，就可以對結(jié)果進行描述啦，是不是很簡單呀。

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