SEM解析度成像信號

1、電子掃描顯微鏡（SEM）的工作原理？？？

掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣表面逐點掃描成像。試樣為塊狀或粉末顆 粒，成像信號可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是最主要的成像信號。由電子槍發射的能量為 5 ～ 35keV 的電子，以其交 叉斑作為電子源，經二級聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度和束斑直徑的微細電子束，在掃描線圈驅動下，於試樣表面按一定時間、空間順 序作柵網式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用，產生二次電子發射（以及其它物理信號），二次電子發射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號被探測器收集 轉換成電訊號，經視頻放大後輸入到顯像管柵極，調制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度，得到反映試樣表面形貌的二次電子像。

示意圖：
http://www.science.globalsino.com/1/images/1science9682.jpg

2、TEM和SEM的工作原理差別?

1、掃描電子顯微鏡 SEM(scanning electron microscope)

（1）、掃描電子顯微鏡工作原理：
是1965年發明的較現代的細胞生物學研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是樣品的二次電子發射。二次電子能夠產生樣品表面放大的形貌像，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，即使用逐點成像的方法獲得放大像。
（2）掃描電子顯微鏡的製造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的人射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特徵x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振盪 (等離子體)。原則上講，利用電子和物質的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據上述不同信息產生的機理，採用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現。如對二次電子、背散射電子的採集，可得到有關物質微觀形貌的信息;對x射線的採集，可得到物質化學成分的信息。正因如此，根據不同需求，可製造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。

2、透射電鏡TEM (transmission electron microscope)

（1）透射電鏡工作原理：
是以電子束透過樣品經過聚焦與放大後所產生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。
（2）透射電鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。其制備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。要在機體死亡後的數分鍾釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特製的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發生相應的電子發射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色。稱電子密度高（electron dense）。反之，則稱為電子密度低（electron lucent）。

3、SEM如何利用二次電子成像

從書上查了一些內容，書的年代比較久遠，可能買不到...有興趣的話，嘗試著去圖書館借一下吧。
SEM工作時，電子槍發射的入射電子束打在試樣表面上，向內部穿透一定的深度，由於彈性和非彈性散射形成一個呈梨狀的電子作用體積。電子與試樣作用產生的物理信息，均由體積內產生。
二次電子是入射電子在試樣內部穿透和散射過程中，將原子的電子轟擊出原子系統而射出試樣表面的電子，其中大部分屬於價子激發，所以能量很小，一般小於50eV。因此二次電子探測體積較小。二次電子發射區的直徑僅比束斑直徑稍大一些，因而可獲得較高的解析度。
二次電子像的襯度取決於試樣上某一點發射出來的二次電子數量。電子發射區越接近表面，發射出的二次電子就越多，這與入射電子束與試樣表面法線的夾角有關。試樣的棱邊、尖峰等處產生的二次電子較多，相應的二次電子像較亮；而平台、凹坑處射出的二次電子較少，相應的二次電子像較暗。根據二次電子像的明暗襯度，即可知道試樣表面凹凸不平的狀況，二次電子像是試樣表面的形貌放大像。
SEM內在試樣的斜上方放置有探測器來接受這些電子。接受二次電子的裝置簡稱為檢測器，它是由聚焦極、加速極、閃爍體、光導管和光電倍增管組成。在閃爍體前面裝一筒裝電極，稱為聚焦極，又稱收集極。在其前端加一柵網，在聚焦極上加250-300V的正電壓。二次電子被此電壓吸引，然後又被帶有10kV正電壓的加速極加速，穿過網眼打在加速極的閃爍體上，產生光信號，經光導管輸送到光電倍增管，光信號轉變為電子信號。最後輸送到顯示系統，顯示出二次電子像。

4、SEM掃描電鏡圖怎麼看，圖上各參數都代表什麼意思

1、放大率：

與普通光學顯微鏡不同，在SEM中，是通過控制掃描區域的大小來控制放大率的。如果需要更高的放大率，只需要掃描更小的一塊面積就可以了。放大率由屏幕/照片面積除以掃描面積得到。

所以，SEM中，透鏡與放大率無關。

2、場深：

在SEM中，位於焦平面上下的一小層區域內的樣品點都可以得到良好的會焦而成象。這一小層的厚度稱為場深，通常為幾納米厚，所以，SEM可以用於納米級樣品的三維成像。

3、作用體積：

電子束不僅僅與樣品表層原子發生作用，它實際上與一定厚度范圍內的樣品原子發生作用，所以存在一個作用「體積」。

4、工作距離：

工作距離指從物鏡到樣品最高點的垂直距離。

如果增加工作距離，可以在其他條件不變的情況下獲得更大的場深。如果減少工作距離，則可以在其他條件不變的情況下獲得更高的解析度。通常使用的工作距離在5毫米到10毫米之間。

5、成象：

次級電子和背散射電子可以用於成象，但後者不如前者，所以通常使用次級電子。

6、表面分析：

歐革電子、特徵X射線、背散射電子的產生過程均與樣品原子性質有關，所以可以用於成分分析。但由於電子束只能穿透樣品表面很淺的一層（參見作用體積），所以只能用於表面分析。

表面分析以特徵X射線分析最常用，所用到的探測器有兩種：能譜分析儀與波譜分析儀。前者速度快但精度不高，後者非常精確，可以檢測到「痕跡元素」的存在但耗時太長。

觀察方法：

如果圖像是規則的（具螺旋對稱的活體高分子物質或結晶），則將電鏡像放在光衍射計上可容易地觀察圖像的平行周期性。

尤其用光過濾法，即只留衍射像上有周期性的衍射斑，將其他部分遮蔽使重新衍射，則會得到背景干擾少的鮮明圖像。

(4)SEM解析度成像信號擴展資料：

SEM掃描電鏡圖的分析方法：

從干擾嚴重的電鏡照片中找出真實圖像的方法。在電鏡照片中，有時因為背景干擾嚴重，只用肉眼觀察不能判斷出目的物的圖像。

圖像與其衍射像之間存在著數學的傅立葉變換關系，所以將電鏡像用光度計掃描，使各點的濃淡數值化，將之進行傅立葉變換，便可求出衍射像〔衍射斑的強度（振幅的2乘）和其相位〕。

將其相位與從電子衍射或X射線衍射強度所得的振幅組合起來進行傅立葉變換，則會得到更鮮明的圖像。此法對屬於活體膜之一的紫膜等一些由二維結晶所成的材料特別適用。

掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描，激發出各種物理信息。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。

5、電子顯微鏡的解析度是多少？

掃描電鏡是高能電子散射固體材料，可獲得許多特徵信號！
微觀成像是掃描電鏡基本功能，要求高分辨，so可為其他特徵信號分析提供精確導航！
sem一般標配se探測器，用se信號獲得高分辨像，且se信號可以充分代表掃描電鏡電子光學性能。
why
se
not
other？
比靠斯：在電子束樣品作用區，可能只有se取樣面積與電子束斑尺寸最接近，且對其尺寸敏感！
敏感到啥程度？
例如樣品是黃金，se1的取樣面積和束斑面積相同。
bse也是常用成像信號，但對於黃金樣品，電子探針束斑直徑1nm
或
2nm，其空間解析度沒有差別。其信號取樣范圍直徑和電子穿透深度相近，大多情況，其解析度和加速電壓相關較多。
總結：提到掃描電鏡解析度，大概就是在說這台電鏡的性能，用se成像解析度是最為精確的表達，主要影響因素為末級電子探針束斑直徑和樣品材質。

6、SEM就可以達到幾十nm，那研究超透鏡的意義何在

你說的應該是那個諾貝爾化學獎的超分辨熒光顯微鏡，在遠場顯微成像范疇，大大超越光學衍射極限，這些顯微鏡應用都以熒光染色為基礎（只有可染色的物質才可以觀察，礦物金屬啥的是實現不了高分辨的）。 一個是以激光共聚焦顯微鏡為基礎，採用雙激光束，確保像素點一部分受激輻射耗盡，無法發光，只有一小部分發光，這樣降低了發光像素尺寸，通過逐點掃描可獲得納米尺度級別微小反差；另一個是採用普通顯微鏡，但染色基團有光開關功能，這樣染色是個十分了得的技術問題，而且後期的圖像是要經過軟體處理才可以提高解析度。

據說對生命科學，研究活體在分子水平的物理化學反應，意義非常重大。

而掃描電鏡電鏡需要高真空環境，特殊樣品制備後，看的其實是屍體！而不是活體。

你說的超透鏡另外一種理解為近場光學的鏡頭，採用超透鏡來放大一個可見光波長范圍內的隱失場波動，從而確定超微結構。

總之光學顯微鏡基本可以保證在大氣環境中進行活體檢測！