掃描電鏡的圖像是如何生成的？
日期：2025-03-25
掃描電鏡（SEM）的圖像生成過程涉及電子束與樣品表面相互作用的復雜過程。簡而言之，SEM通過掃描樣品表面并分析與樣品相互作用的電子信號，來生成高分辨率的圖像。以下是具體的步驟：
1. 電子束掃描
掃描電鏡的電子槍會發射一個非常集中的電子束（通常是數納米到幾微米的直徑）。這個電子束會逐點掃描樣品表面。
掃描過程通常采用螺旋掃描方式，從樣品的一部分掃描到另一部分。掃描的區域覆蓋樣品的整個表面。
2. 電子與樣品相互作用
當電子束撞擊到樣品表面時，會與樣品的原子發生相互作用。這些相互作用產生各種不同的信號，包括：
二次電子（SE）：由樣品表面原子釋放出來的電子，主要用于表面形貌成像。
背散射電子（BSE）：這些電子是由樣品深層的原子散射回來的，通常用于獲得元素成分和結構信息。
X射線：由于電子束的激發，樣品會發射X射線，這些X射線包含了元素的特征信息，常用于能譜分析（EDS）。
3. 探測信號
二次電子探測器（SE探測器）用于接收表面形貌信息，通過采集二次電子的信號，可以獲得高分辨率的表面圖像。
背散射電子探測器（BSE探測器）可以用于獲取元素組成或樣品不同區域的密度差異信息。
對于X射線探測，能譜分析可以進一步識別材料的化學組成。
4. 信號轉化
從樣品表面收集到的電子信號會被轉換成電信號，這些電信號隨后被放大并傳輸到計算機進行處理。
計算機將電子信號轉換為灰度圖像。圖像中的每個像素值表示樣品表面在該點的二次電子或背散射電子的強度。
5. 圖像重建
掃描電子束逐點掃描樣品并不斷記錄電子信號，計算機會將所有掃描點的數據綜合起來，將其合成成一幅完整的圖像。
圖像的分辨率取決于電子束的聚焦能力、掃描速度、探測器的靈敏度以及樣品的特性。
6. 圖像顯示
生成的圖像會顯示在計算機的屏幕上，用戶可以根據需求放大、縮小或進行其他分析。
通過調整掃描電流、加速電壓、探測器類型等參數，用戶可以優化圖像的對比度、亮度、分辨率等特性，以便更好地分析樣品。
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作者：澤攸科技