扫描电子显微镜性能特点揭秘

（1）分辨率高 在扫描电子显微镜的各种信号中，二次电子像具有最高的分辨率，一般扫描电子显微镜的分辨率就是指二次电子像的分辨率。目前，使用热钨丝发射电子枪的扫描电子显微镜的分辨率一般为30～60Å（1Å=0.1nm），采用场发射枪的扫描电子显微镜的分辨率一般为10～20Å，顶级的场发射超高分辨率扫描电子显微镜的分辨率为4～6Å，已接近透射电子显微镜的水平（1～3Å），这为亚微米和纳米尺度的研究提供了极大的方便。

（2）放大倍数范围宽 扫描电子显微镜的放大倍数可从几十倍到几十万倍连续可调，而光学显微镜和透射电子显微镜的放大倍数都不是连续可调的。扫描电子显微镜既可在低放大倍数下工作又可在高放大倍数下工作，而光学显微镜只能在低放大倍数下工作，透射电子显微镜只能在高放大倍数下工作。在实际工作中，经常希望有一个从宏观到微观、从低放大倍数到高放大倍数的观察过程。例如，对断口的分析，往往在低放大倍数下先观察断口的全貌，寻找断裂缝，对断裂过程有一个粗略且全面的了解，然后再在高放大倍数下观察感兴趣的细节特征。在扫描电子显微镜问世前，这样高、低放大倍数连续观察是很麻烦的，需要采取立体显微镜、光学显微镜和透射电子显微镜配合起来观察，由于不在一个仪器上观察，因此很难保证同一视场能理想地重复。扫描电子显微镜问世后，整个断口分析工作在一台扫描电子显微镜上就可顺利完成。目前，断口分析几乎是扫描电子显微镜的“专利”工作。

（3）景深大 扫描电子显微镜的末级透镜（物镜）采用小孔视角、长焦距，所以可获得很大的景深。扫描电子显微镜的景深比一般光学显微镜的景深大100～500倍，比透射电子显微镜的景深大10倍左右。由于景深大，扫描电子显微镜图像的三维立体感强。对于断口试样，只有景深大才能有效地观察，而光学显微镜往往因为景深不足无法胜任。由于断口试样粗糙，做复形易产生假象，所以用透射电子显微镜观察也有一定的困难。

（4）试样制备简单 扫描电子显微镜采用块状样品，通常只要能把样品放入样品台即可进行观察。扫描电子显微镜的样品台可达到100多毫米，高度允许几十毫米，故不仅可做小样品，也可做大样品。扫描电子显微镜试样制备的关键是让样品导电，故对导电样品，不需对样品做特殊处理；对非导电样品，只要在试样上喷涂一层导电物质（通常为金或碳）即可进行观察，这比起光学显微镜和透射电子显微镜的样品制备要简单得多。近年来，可变压扫描电子显微镜（Variable Pressure Scanning Electron Microscope，VPSEM）和环境扫描电子显微镜（Environmental Scanning Electron Microscope，ESEM）采用差分真空系统，使样品周围的真空度保持较低或可变，样品无论干湿（例如含水的动植物样品），是否导电（例如绝缘体），均可以直接观察，大大拓展了扫描电子显微镜的应用范围。(www.xing528.com)

（5）综合分析能力强 现代的扫描电子显微镜可以安装多种附件，分别检测不同的信号，提供样品的相关信息。扫描电子显微镜不单纯是微观放大系统，已经变成一台具有多种功能的分析仪器。能谱仪（Energy Dispersive Spectrometer，EDS）和波谱仪（Wavelength Dispersive Spectrometer，WDS）是最常用的附件，用于检测样品出射的特征X射线，提供材料化学成分的定性或定量分析结果，还可安装背散射电子衍射系统（Electron Back Scattered Diffraction，EBSD），检测样品出射的背散射电子，用于对样品做晶体结构和晶体取向分析。利用样品拉伸台对材料施加应力，可以在拉伸过程中观察材料的动态应变特性，这是研究金属和高分子材料的一种必要手段。若采用环境扫描模式，还可在低真空、有水气环境下做扫描电子显微镜观察，甚至可以做拉伸、加热、冷冻、喷气、喷液等实验。这种环境扫描电子显微镜相当于一个小型实验室。

综上所述，扫描电子显微镜分辨率高、放大倍数范围宽、图像三维效果好、样品适用面广，并有很强的综合分析能力，集成了最新的光学、电子和计算机技术。高度自动化和人性化设计，使扫描电子显微镜已经从高层次的研究发展成为应用广泛的测试手段。扫描电子显微镜不仅应用于材料学、化学、物理学、电子学、生物学、医学、考古学、地质矿物学、食品科学等领域，而且在半导体工业、陶瓷工业、化学工业、石油工业等生产部门也得到了广泛应用。