掃描電鏡(SEM)的技術演進之路

掃描電鏡的概念和技術起源于20世紀30年代，最早是由德國物理學家Max Knoll和Ernst Ruska首次提出了掃描電子顯微鏡的概念，經過科學家們不斷研究與技術革新，第一臺實用化的商品掃描電子顯微鏡在英國誕生。2002 年，首臺高分辨場發射掃描電子顯微鏡問世，推動了掃描電鏡技術的發展。

掃描電鏡(SEM)工作原理

SGS掃描電鏡(SEM)設備

掃描電鏡是利用電子槍發射電子束，高能入射電子轟擊樣品表面時，被激發的區域將產生二次電子、背散射電子、俄歇電子和特征X射線等信號，通過對這些信號的接受、放大和顯示成像，可觀察到樣品表面的特征，從而分析樣品表面的形貌、結構、成分等。

掃描電鏡(SEM)原理圖

掃描電鏡(SEM)主要成像模式

二次電子成像(SE)

二次電子是通過被入射電子激發出來的試樣原子中的外層電子與樣品表面附近的電子發生相互作用，賦予其部分動能后，這些電子便脫離原子核成為自由電子。因為二次電子能量很低，只有靠近試樣表面幾納米深度內的電子才能逸出表面，因此主要運用于試樣表面形貌觀察。

背散射電子成像(BSE)

背散射電子是通過入射電子在試樣中經散射后，再次逸出樣品表面的高能電子，其能量接近入射電子能量（通常大于50eV）。高能量的電子束在轟擊樣品表面，與樣品中的原子發生相互作用，產生背散射電子。背散射電子與試樣樣品的原子序數密切相關，并隨著試樣原子序數的增大而增大，背散射電子像能夠顯示出樣品的成分襯度，因此主要運用于研究材料的微觀結構，成分分析和元素分布。

多元應用：從材料學到半導體的跨領域實踐

掃描電子顯微鏡憑著其高分辨率圖像（納米級）、大景深和多功能（搭配能譜儀EDS）分析能力在多個領域都有著廣泛的應用。因其獨特的成像方式和性能，使得它在材料學、生物學、半導體與電子器件等多個學科領域中都發揮著至關重要的作用。