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基本信息
| 中文名 | 掃描電子顯微鏡 |
| 外文名 | scanning electron microscope（SEM） |
| 屬性 | 細胞生物學、材料等研究工具 |
| 簡寫 | sem |
| 發(fā)明時間 |
簡介
掃描電子顯微鏡
類型
掃描電子顯微鏡類型多樣,不同類型的掃描電子顯微鏡存在性能上的差異。根據(jù)電子槍種類可分為三種:場發(fā)射電子槍、鎢絲槍和六硼化鑭。其中,場發(fā)射掃描電子顯微鏡根據(jù)光源性能可分為冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡和熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡。冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡對真空條件要求高,束流不穩(wěn)定,發(fā)射體使用壽命短,需要定時對針尖進行清洗,僅局限于單一的圖像觀察,應用范圍有限;而熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡不僅連續(xù)工作時間長,還能與多種附件搭配實現(xiàn)綜合分析。在地質領域中,我們不僅需要對樣品進行初步形貌觀察,還需要結合分析儀對樣品的其它性質進行分析,所以熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡的應用更為廣泛。
發(fā)展歷史
*1873Abbe和Helmholfz分別提出解像力與照射光的波長成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎。
1897J.J.Thmson發(fā)現(xiàn)電子
*1926Busch發(fā)現(xiàn)電子可像光線經(jīng)過玻璃透鏡偏折一般，由電磁場的改變而偏折。
1931德國物理學家Knoll及Ruska首先發(fā)展出穿透式電子顯微鏡原型機。
1932年，Knoll提出了SEM可成像放大的概念，并在1935年制成了極其原始的模型。
1937首部商業(yè)原型機制造成功（MetropolitanVickers牌）。
*1938第一部掃描電子顯微鏡由VonArdenne發(fā)展成功。
1938～39穿透式電子顯微鏡正式上市（西門子公司，50KV~100KV，解像力20~30?；）。
1938年，德國的阿登納制成了第一臺采用縮小透鏡用于透射樣品的SEM。由于不能獲得高分辨率的樣品表面電子像，SEM一直得不到發(fā)展，只能在電子探針X射線微分析儀中作為一種輔助的成像裝置。此后，在許多科學家的努力下，解決了SEM從理論到儀器結構等方面的一系列問題。
最早期作為商品出現(xiàn)的是1965年英國劍橋儀器公司生產(chǎn)的第一臺SEM，它用二次電子成像，分辨率達25nm，使SEM進入了實用階段。
1940～41RCA公司推出美國第一部穿透式電子顯微鏡（解像力50nm）。
*1941～63解像力提升至2~3?（穿透式）及100?（掃描式）
1960EverhartandThornley發(fā)明二次電子偵測器。
1965第一部商用SEM出現(xiàn)（Cambridge)
1958年中國科學院組織研制
1968年在美國芝加哥大學，Knoll成功研制了場發(fā)射電子槍，并將它應用于SEM，可獲得較高分辨率的透射電子像。1970年他發(fā)表了用掃描透射電鏡拍攝的鈾和釷中的鈾原子和釷原子像，這使SEM又進展到一個新的領域。
1980年中科科儀引進美國技術，開發(fā)KYKY1000掃描電鏡
工作原理
掃描電子顯微鏡
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(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(chǎn)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(chǎn)生的電磁輻射。同時可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動（聲子)、電子振蕩（等離子體）。
背散射電子
背散射電子是指被固體樣品原子反射回來的一部分入射電子，其中包括彈性背反射電子和非彈性背反射電子。
彈性背反射電子是指倍樣品中原子和反彈回來的，散射角大于90度的那些入射電子，其能量基本上沒有變化（能量為數(shù)千到數(shù)萬電子伏）。非彈性背反射電子是入射電子和核外電子撞擊后產(chǎn)生非彈性散射，不僅能量變化，而且方向也發(fā)生變化。非彈性背反射電子的能量范圍很寬，從數(shù)十電子伏到數(shù)千電子伏。
從數(shù)量上看，彈性背反射電子遠比非彈性背反射電子所占的份額多。背反射電子的產(chǎn)生范圍在100nm-1mm深度。
背反射電子產(chǎn)額和二次電子產(chǎn)額與原子序束的關系背反射電子束成像分辨率一般為50-200nm（與電子束斑直徑相當）。背反射電子的產(chǎn)額隨原子序數(shù)的增加而增加（右圖），所以，利用背反射電子作為成像信號不僅能分析新貌特征，也可以用來顯示原子序數(shù)襯度，定性進行成分分析。
二次電子
二次電子是指背入射電子轟擊出來的核外電子。由于原子核和外層價電子間的結合能很小，當原子的核外電子從入射電子獲得了大于相應的結合能的能量后，可脫離原子成為自由電子。如果這種散射過程發(fā)生在比較接近樣品表層處，那些能量大于材料逸出功的自由電子可從樣品表面逸出，變成真空中的自由電子，即二次電子。
二次電子來自表面5-10nm的區(qū)域，能量為0-50eV。它對試樣表面狀態(tài)非常敏感，能有效地顯示試樣表面的微觀形貌。由于它發(fā)自試樣表層，入射電子還沒有被多次反射，因此產(chǎn)生二次電子的面積與入射電子的照射面積沒有多大區(qū)別，所以二次電子的分辨率較高，一般可達到5-10nm。掃描電鏡的分辨率一般就是二次電子分辨率。
二次電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的變化不大，它主要取決與表面形貌。
特征X射線
俄歇電子
如果原子內層電子能級躍遷過程中釋放出來的能量不是以X射線的形式釋放而是用該能量將核外另一電子打出，脫離原子變?yōu)槎坞娮樱@種二次電子叫做俄歇電子。因每一種原子都由自己特定的殼層能量，所以它們的俄歇電子能量也各有特征值，能量在50-1500eV范圍內。俄歇電子是由試樣表面極有限的幾個原子層中發(fā)出的，這說明俄歇電子信號適用與表層化學成分分析。
產(chǎn)生的次級電子的多少與電子束入射角有關，也就是說與樣品的表面結構有關，次級電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉變?yōu)楣庑盘枺俳?jīng)光電倍增管和放大器轉變?yōu)殡娦盘杹砜刂?/span>熒光屏上電子束的強度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。
為了使標本表面發(fā)射出次級電子，標本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束的轟擊下發(fā)出次級電子信號。
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(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集，可得到有關物質微觀形貌的信息；對x射線的采集，可得到物質化學成分的信息。正因如此，根據(jù)不同需求，可制造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。
光學顯微鏡（OM）、TEM、SEM成像原理比較
縮小形成能譜儀獲得。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，于試樣表面2材料形貌分析觀察作柵網(wǎng)式掃描。聚焦電子束與試樣相互作，產(chǎn)生二次電子發(fā)射（以及其它物理信號）。
基本結構
基本原理
掃描電子顯微鏡是一種大型分析儀器,它廣泛應用于觀察各種固態(tài)物質的表面超微結構的形態(tài)和組成。
所謂掃描是指在圖象上從左到右、從上到下依次對圖象象元掃掠的工作過程。它與電視一樣是由控制電子束偏轉的電子系統(tǒng)來完成的,只是在結構和部件上稍有差異而已。
在電子掃描中,把電子束從左到右方向的掃描運動叫做行掃描或稱作水平掃描,把電子束從上到下方向的掃描運動叫做幀掃描或稱作垂直掃描。兩者的掃描速度完全不同,行掃描的速度比幀掃描的速度快,對于1000條線的掃描圖象來說,速度比為1000。
掃描電鏡成像過程與電視成像過程有很多相似之處,而與透射電鏡的成像原理完全不同。透射電鏡是利用成像電磁透鏡一次成像,而掃描電鏡的成像則不需要成象透鏡,其圖象是按一定時間、空間順序逐點形成并在鏡體外顯像管上顯示。
二次電子成象是使用掃描電鏡所獲得的各種圖象中應用最廣泛,分辨本領最高的一種圖象。我們以二次電子成象為例來說明掃描電鏡成象的原理。
由電子槍發(fā)射的電子束最高可達30keV,經(jīng)會聚透鏡、物鏡縮小和聚焦,在樣品表面形成一個具有一定能量、強度、斑點直徑的電子束。在掃描線圈的磁場作用下,入射電子束在樣品表面上按照一定的空間和時間順序做光柵式逐點掃描。由于入射電子與樣品之間的相互作用,將從樣品中激發(fā)出二次電子。由于二次電子收集極的作用,可將各個方向發(fā)射的二級電子匯集起來,再將加速極加速射到閃爍體上,轉變成光信號,經(jīng)過光導管到達光電倍增管,使光信號再轉變成電信號。這個電信號又經(jīng)視頻放大器放大并將其輸送至顯像管的柵極,調制顯像管的亮度。因而,再熒光屏上呈現(xiàn)一幅亮暗程度不同的、反映樣品表面形貌的二次電子象。
在掃描電鏡中,入射電子束在樣品上的掃描和顯像管中電子束在熒光屏上的掃描是用一個共同的掃描發(fā)生器控制的。這樣就保證了入射電子束的掃描和顯像管中電子束的掃描完全同步,保證了樣品上的“物點”與熒光屏上的“象點”在時間和空間上一一對應,稱其為“同步掃描”。一般掃描圖象是由近100萬個與物點一一對應的圖象單元構成的,正因為如此,才使得掃描電鏡除能顯示一般的形貌外,還能將樣品局部范圍內的化學元素、光、電、磁等性質的差異以二維圖象形式顯示。
掃描電子顯微鏡電子槍發(fā)射出的電子束經(jīng)過聚焦后匯聚成點光源;點光源在加速電壓下形成高能電子束;高能電子束經(jīng)由兩個電磁透鏡被聚焦成直徑微小的光點,在透過最后一級帶有掃描線圈的電磁透鏡后,電子束以光柵狀掃描的方式逐點轟擊到樣品表面,同時激發(fā)出不同深度的電子信號。此時,電子信號會被樣品上方不同信號接收器的探頭接收,通過放大器同步傳送到電腦顯示屏,形成實時成像記錄(圖a)。由入射電子轟擊樣品表面激發(fā)出來的電子信號有:俄歇電子(AuE)、二次電子(SE)、背散射電子(BSE)、X射線(特征X射線、連續(xù)X射線)、陰極熒光(CL)、吸收電子(AE)和透射電子(圖b)。每種電子信號的用途因作用深度而異。
特點
掃描電鏡雖然是顯微鏡家族中的后起之秀,但由于其本身具有許多獨特的優(yōu)點,發(fā)展速度是很快的。
1儀器分辨率較高,通過二次電子像能夠觀察試樣表面6nm左右的細節(jié),采用LaB6電子槍,可以進一步提高到3nm。
2儀器放大倍數(shù)變化范圍大,且能連續(xù)可調。因此可以根據(jù)需要選擇大小不同的視場進行觀察,同時在高放大倍數(shù)下也可獲得一般透射電鏡較難達到的高亮度的清晰圖像。
3觀察樣品的景深大,視場大,圖像富有立體感,可直接觀察起伏較大的粗糙表面和試樣凹凸不平的金屬斷口象等,使人具有親臨微觀世界現(xiàn)場之感。
4樣品制備簡單,只要將塊狀或粉末狀的樣品稍加處理或不處理,就可直接放到掃描電鏡中進行觀察,因而更接近于物質的自然狀態(tài)。
5可以通過電子學方法有效地控制和改善圖像質量,如亮度及反差自動保持,試樣傾斜角度校正,圖象旋轉,或通過Y調制改善圖象反差的寬容度,以及圖象各部分亮暗適中。采用雙放大倍數(shù)裝置或圖象選擇器,可在熒光屏上同時觀察放大倍數(shù)不同的圖象。
6可進行綜合分析。裝上波長色散X射線譜儀(WDX)或能量色散X射線譜儀(EDX),使具有電子探針的功能,也能檢測樣品發(fā)出的反射電子、X射線、陰極熒光、透射電子、俄歇電子等。把掃描電鏡擴大應用到各種顯微的和微區(qū)的分析方式,顯示出了掃描電鏡的多功能。另外,還可以在觀察形貌圖象的同時,對樣品任選微區(qū)進行分析;裝上半導體試樣座附件,通過電動勢象放大器可以直接觀察晶體管或集成電路中的PN結和微觀缺陷。由于不少掃描電鏡電子探針實現(xiàn)了電子計算機自動和半自動控制,因而大大提高了定量分析的速度。
原理結構
光源。在2-30KV的加速電壓下，經(jīng)過2-3個電磁透鏡所組成的電子光學系統(tǒng)，電子束會聚成孔徑角較小，束斑為5-10mm的電子束，并在試樣表面聚焦。末級透鏡上邊裝有掃描線圈，在它的作用下，電子束在試樣表面掃描。高能電子束與樣品物質相互作用產(chǎn)生二次電子，背反射電子，X射線等信號。這些信號分別被不同的接收器接收，經(jīng)放大后用來調制熒光屏的亮度。由于經(jīng)過掃描線圈上的電流與顯象管相應偏轉線圈上的電流同步，因此，試樣表面任意點發(fā)射的信號與顯象管熒光屏上相應的亮點一一對應。也就是說，電子束打到試樣上一點時，在熒光屏上就有一亮點與之對應，其亮度與激發(fā)后的電子能量成正比。換言之，掃描電鏡是采用逐點成像的圖像分解法進行的。光點成像的順序是從左上方開始到右下方，直到最后一行右下方的像元掃描完畢就算完成一幀圖像。這種掃描方式叫做光柵掃描。
掃描電子顯微鏡由電子光學系統(tǒng)，信號收集及顯示系統(tǒng)，真空系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。
（以下提到掃描電子顯微鏡之處，均用SEM代替）
電子光學系統(tǒng)
電子光學系統(tǒng)由電子槍，電磁透鏡，掃描線圈和樣品室等部件組成。其作用是用來獲得掃描電子束，作為產(chǎn)生物理信號的激發(fā)源。為了獲得較高的信號強度和圖像分辨率，掃描電子束應具有較高的亮度和盡可能小的束斑直徑。
<1>電子槍
其作用是利用陰極與陽極燈絲間的高壓產(chǎn)生高能量的電子束。目前大多數(shù)掃描電鏡采用熱陰極電子槍。其優(yōu)點是燈絲價格較便宜，對真空度要求不高，缺點是鎢絲熱電子發(fā)射效率低，發(fā)射源直徑較大，即使經(jīng)過二級或三級聚光鏡，在樣品表面上的電子束斑直徑也在5-7nm，因此儀器分辨率受到限制。現(xiàn)在，高等級掃描電鏡采用六硼化鑭（LaB6）或場發(fā)射電子槍，使二次電子像的分辨率達到2nm。但這種電子槍要求很高的真空度。
<2>電磁透鏡
其作用主要是把電子槍的束斑逐漸縮小，是原來直徑約為50mm的束斑縮小成一個只有數(shù)nm的細小束斑。其工作原理與透射電鏡中的電磁透鏡相同。掃描電鏡一般有三個聚光鏡，前兩個透鏡是強透鏡，用來縮小電子束光斑尺寸。第三個聚光鏡是弱透鏡，具有較長的焦距，在該透鏡下方放置樣品可避免磁場對二次電子軌跡的干擾。
<3>掃描線圈
其作用是提供入射電子束在樣品表面上以及陰極射線管內電子束在熒光屏上的同步掃描信號。改變入射電子束在樣品表面掃描振幅，以獲得所需放大倍率的掃描像。掃描線圈試掃描點晶的一個重要組件，它一般放在最后二透鏡之間，也有的放在末級透鏡的空間內。
<4>樣品室
信號檢測放大系統(tǒng)
其作用是檢測樣品在入射電子作用下產(chǎn)生的物理信號，然后經(jīng)視頻放大作為顯像系統(tǒng)的調制信號。不同的物理信號需要不同類型的檢測系統(tǒng)，大致可分為三類：電子檢測器，應急熒光檢測器和X射線檢測器。在掃描電子顯微鏡中最普遍使用的是電子檢測器，它由閃爍體，光導管和光電倍增器所組成。
當信號電子進入閃爍體時將引起電離；當離子與自由電子復合時產(chǎn)生可見光。光子沿著沒有吸收的光導管傳送到光電倍增器進行放大并轉變成電流信號輸出，電流信號經(jīng)視頻放大器放大后就成為調制信號。這種檢測系統(tǒng)的特點是在很寬的信號范圍內具有正比與原始信號的輸出，具有很寬的頻帶
（10Hz-1MHz）和高的增益(105-106),而且噪音很小。由于鏡筒中的電子束和顯像管中的電子束是同步掃描，熒光屏上的亮度是根據(jù)樣品上被激發(fā)出來的信號強度來調制的，而由檢測器接收的信號強度隨樣品表面狀況不同而變化，那么由信號監(jiān)測系統(tǒng)輸出的反營養(yǎng)品表面狀態(tài)的調制信號在圖像顯示和記錄系統(tǒng)中就轉換成一幅與樣品表面特征一致的放大的掃描像。
主要性能參數(shù)
放大率
與普通光學顯微鏡不同，在SEM中，是通過控制掃描區(qū)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。
場深
在SEM中，位于焦平面上下的一小層區(qū)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可以用于納米級樣品的三維成像。
作用體積
電子束不僅僅與樣品表層原子發(fā)生作用，它實際上與一定厚度范圍內的樣品原子發(fā)生作用，所以存在一個作用“體積”。
作用體積的厚度因信號的不同而不同：
歐革電子：0.5～2納米。
次級電子：5λ，對于導體，λ=1納米；對于絕緣體，λ=10納米。
背散射電子：10倍于次級電子。
特征X射線：微米級。
X射線連續(xù)譜：略大于特征X射線，也在微米級。
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分辨率。
通常使用的工作距離在5毫米到10毫米之間。
成象
次級電子和背散射電子可以用于成象，但后者不如前者，所以通常使用次級電子。
表面分析
歐革電子、特征X射線、背散射電子的產(chǎn)生過程均與樣品原子性質有關，所以可以用于成分分析。但由于電子束只能穿透樣品表面很淺的一層（參見作用體積），所以只能用于表面分析。
表面分析以特征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，后者非常精確，可以檢測到“痕跡元素”的存在但耗時太長。
應用范圍
⑴生物：種子、花粉、細菌……
⑵醫(yī)學：血球、病毒……
⑶動物：大腸、絨毛、細胞、纖維……
⑷材料
1顯微結構的分析
在陶瓷的制備過程中，原始材料及其制品的顯微形貌、孔隙大小、晶界和團聚程度等將決定其最后的性能。掃描電子顯微鏡可以清楚地反映和記錄這些微觀特征，是觀察分析樣品微觀結構方便、易行的有效方法，樣品無需制備，只需直接放入樣品室內即可放大觀察；同時掃描電子顯微鏡可以實現(xiàn)試樣從低倍到高倍的定位分析，在樣品室中的試樣不僅可以沿三維空間移動，還能夠根據(jù)觀察需要進行空間轉動，以利于使用者對感興趣的部位進行連續(xù)、系統(tǒng)的觀察分析。掃描電子顯微鏡拍出的圖像真實、清晰，并富有立體感，在新型陶瓷材料的三維顯微組織形態(tài)的觀察研究方面獲得了廣泛地應用。
由于掃描電子顯微鏡可用多種物理信號對樣品進行綜合分析，并具有可以直接觀察較大試樣、放大倍數(shù)范圍寬和景深大等特點，當陶瓷材料處于不同的外部條件和化學環(huán)境時，掃描電子顯微鏡在其微觀結構分析研究方面同樣顯示出極大的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)為：⑴力學加載下的微觀動態(tài)（裂紋擴展）研究；⑵加熱條件下的晶體合成、氣化、聚合反應等研究；⑶晶體生長機理、生長臺階、缺陷與位錯的研究；⑷成分的非均勻性、殼芯結構、包裹結構的研究；⑸晶粒相成分在化學環(huán)境下差異性的研究等。
2納米尺寸的研究
納米材料是納米科學技術最基本的組成部分，可以用物理、化學及生物學的方法制備出只有幾個納米的“顆粒”。納米材料的應用非常廣泛，比如通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點，納米陶瓷在一定的程度上也可增加韌性、改善脆性等，新型陶瓷納米材料如納米稱、納米天平等亦是重要的應用領域。納米材料的一切獨特性主要源于它的納米尺寸，因此必須首先確切地知道其尺寸，否則對納米材料的研究及應用便失去了基礎。縱觀當今國內外的研究狀況和最新成果，該領域的檢測手段和表征方法可以使用透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等技術，但高分辨率的掃描電子顯微鏡在納米級別材料的形貌觀察和尺寸檢測方面因具有簡便、可操作性強的優(yōu)勢被大量采用。另外如果將掃描電子顯微鏡與掃描隧道顯微鏡結合起來，還可使普通的掃描電子顯微鏡升級改造為超高分辨率的掃描電子顯微鏡。圖2所示是納米鈦酸鋇陶瓷的掃描電鏡照片，晶粒尺寸平均為20nm。
3鐵電疇的觀測
壓電陶瓷由于具有較大的力電功能轉換率及良好的性能可調控性等特點在多層陶瓷驅動器、微位移器、換能器以及機敏材料與器件等領域獲得了廣泛的應用。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，鐵電和壓電陶瓷材料與器件正向小型化、集成化、多功能化、智能化、高性能和復合結構發(fā)展，并在新型陶瓷材料的開發(fā)和研究中發(fā)揮重要作用。鐵電疇（簡稱電疇）是其物理基礎，電疇的結構及疇變規(guī)律直接決定了鐵電體物理性質和應用方向。電子顯微術是觀測電疇的主要方法，其優(yōu)點在于分辨率高，可直接觀察電疇和疇壁的顯微結構及相變的動態(tài)原位觀察（電疇壁的遷移）。
掃描電子顯微鏡觀測電疇是通過對樣品表面預先進行化學腐蝕來實現(xiàn)的，由于不同極性的疇被腐蝕的程度不一樣，利用腐蝕劑可在鐵電體表面形成凹凸不平的區(qū)域從而可在顯微鏡中進行觀察。因此，可以將樣品表面預先進行化學腐蝕后，利用掃描電子顯微鏡圖像中的黑白襯度來判斷不同取向的電疇結構。對不同的鐵電晶體選擇合適的腐蝕劑種類、濃度、腐蝕時間和溫度都能顯示良好的疇圖樣。圖3是掃描電子顯微鏡觀察到的PLZT材料的90°電疇。掃描電子顯微鏡與其他設備的組合以實現(xiàn)多種分析功能。
在實際分析工作中，往往在獲得形貌放大像后，希望能在同一臺儀器上進行原位化學成分或晶體結構分析，提供包括形貌、成分、晶體結構或位向在內的豐富資料，以便能夠更全面、客觀地進行判斷分析。為了適應不同分析目的的要求，在掃描電子顯微鏡上相繼安裝了許多附件，實現(xiàn)了一機多用，成為一種快速、直觀、綜合性分析儀器。把掃描電子顯微鏡應用范圍擴大到各種顯微或微區(qū)分析方面，充分顯示了掃描電鏡的多種性能及廣泛的應用前景。
目前掃描電子顯微鏡的最主要組合分析功能有:X射線顯微分析系統(tǒng)（即能譜儀,EDS），主要用于元素的定性和定量分析，并可分析樣品微區(qū)的化學成分等信息；電子背散射系統(tǒng)（即結晶學分析系統(tǒng)），主要用于晶體和礦物的研究。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，其他一些掃描電子顯微鏡組合分析功能也相繼出現(xiàn)，例如顯微熱臺和冷臺系統(tǒng)，主要用于觀察和分析材料在加熱和冷凍過程中微觀結構上的變化；拉伸臺系統(tǒng)，主要用于觀察和分析材料在受力過程中所發(fā)生的微觀結構變化。掃描電子顯微鏡與其他設備組合而具有的新型分析功能為新材料、新工藝的探索和研究起到重要作用。
參考資料
[1]
掃描電子顯微鏡在巖礦分析中的應用 - 中國知網(wǎng) · 中國知網(wǎng)[引用日期2021-11-09]
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