掃描電子顯微鏡-SEM

一、SEM 原 理 介 紹

SEM的工作原理掃描電鏡是利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。

通過對這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測試試樣表面形貌的觀察。當一束極細的高能入射電子轟擊掃描樣品表面時，被激發(fā)的區(qū)域將產生二次電子、俄歇電子、特征X射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產生的電磁輻射。同時可產生電子-空穴對、晶格振動（聲子)、電子振蕩（等離子體）。

二、主 要 應 用 與 測 試 項 目

應用方向：

----納米技術、材料、物理、生物、化學、熱能、地球科學、環(huán)境、光電子

----粉末、微粒樣品形態(tài)的測定、復合材料界面特性的研究

----金屬、陶瓷、礦物、水泥、半導體、紙張、塑料、食品、農作物、細胞等材料的顯微形貌分析

----材料中元素定性分析、定量分析、線分析、面分析，材料及電子器件失效分析

測試項目① 表觀形貌、能譜點掃、能譜線掃、能譜面掃（Mapping）（注：可鍍金，非磁/弱磁/強磁均可拍攝）；

② 表觀形貌：儀器放大倍數(shù)范圍為100~20W倍，常規(guī)樣品可以拍攝到8~10W倍，導電性不好或磁性樣品大于8W倍可能會不清晰；

③ 能譜：SEM能譜一般只能測C（含C）以后的元素（注：B元素也能做，但是不準，不建議做），如需要打能譜，需要備注好測試位置及能譜打哪些元素，需要注意的是制樣時待測元素不能與基底成分有重合，如果要測C元素，樣品不要分散到含C的基底上，可以分散到硅片/錫紙上，如果要測Si元素，注意不要制樣到硅片上；

④ 鍍金：為了保證拍攝效果，一般導電差或者是強磁性的樣品都需要鍍金之后進行拍攝；

⑤ 磁、磁性（弱磁/強磁）定義：含鐵、鈷、鎳、錳等磁性元素均為磁性樣品，吸鐵石能吸起來為強磁，吸鐵石吸不起來為弱磁。（注：磁性分硬磁和軟磁，有些材料對外不表現(xiàn)磁性，但加磁場后容易磁化，受熱后磁性增強）。

三、制 樣 說 明

① 樣品狀態(tài)：粉末、薄膜、塊體、液體樣品均可測試；

② 粉體樣品：大概10mg，
     （1）常規(guī)粉末直接用導電膠粘在樣品臺上測試；

     （2）乙醇分散制樣：取少量樣品于離心管中，加入一定量無水乙醇（或水），室溫超聲5~10min，隨后采用（2）中液體的制樣方式制樣測試，如需分散后測試請?zhí)崆罢f明；

③ 塊體/薄膜樣品：長、寬、厚度均＜1cm，請標明測試面，如需測試截面，請自行自備截面或（提前說明：需明確截面制備方法，一般可以提供剪刀裁剪和液氮脆斷兩種方式）；

④ 液體樣品：測試老師根據(jù)樣品要求及實驗室條件，用移液槍取樣品超聲后的懸濁液，滴一滴于導電膠、硅片或錫紙/鋁箔上，自然風干/紅外燈烘干，烘干后將硅片或錫紙用導電膠粘在樣品臺上測試如有指定要求請?zhí)崆罢f明。

四、注 意 事 項

① 僅針對材料類，生物等樣品另外說明。要求樣品無毒/無放射性/干燥無污染/熱穩(wěn)定性好/耐電子束轟擊；

② 樣品是否導電。不導電/導電性差（如半導體金屬氧化物、生物樣品及塑料、陶瓷等）的樣品或強磁樣品建議做噴金處理（以增強樣品的導電性），不噴金可能會影響拍攝效果，默認噴金時長50s，如需延長噴金時間或噴碳等請?zhí)崆罢f明，如果樣品由于您要求不噴金而導致效果不好，測試老師可能不好安排復測；

③ 樣品是否有磁性。磁性顆粒，易吸附到極靴上，原則上電鏡（SEM和TEM）不拍磁性樣品。根據(jù)不同老師的經驗，對所拍樣品中磁性強弱的接受度不同，所以請大家務必如實填寫樣品是否含磁及磁性的強弱。而且因隱瞞樣品信息導致儀器損壞，可能需要您承擔全部賠償責任；

④ 混凝土、珊瑚沙、氣凝膠、水凝膠等需要抽真空時間非常長的樣品尺寸請盡可能直徑≤5mm，厚度≤5mm，送樣前請一定跟測試老師確認后再下單；水凝膠等易吸潮樣品寄樣前請先確認樣品暴露4~5h內是否會出現(xiàn)明顯的吸潮現(xiàn)象，測試過程中樣品吸潮會影響拍攝的同時也會對儀器造成損傷；

⑤ 需要脆斷的樣品，尺寸需要≥2*2cm，厚度＜0.5cm，較厚的樣品建議尺寸準備大些；

⑥ 塊體測試如需同時拍攝表面和截面，需要分組預約，按兩個樣品收費；

⑦ 一般測試時會盡量選擇低電壓進行拍攝，若對工作電壓有特殊要求，請?zhí)崆皞渥ⅰ?/p>

⑧ 含水/濕潤樣品是不能做SEM的；

易分解樣品需明確分解條件（如溫度等），若樣品極易分解可能不能安排測試，因為分解后產生物質可能對測試儀器造成影響。