掃描電子顯微鏡，簡稱SEM，是一種利用高能電子束與樣品表面相互作用，從而獲得樣品表面形貌、成分和結(jié)構(gòu)信息的顯微鏡。臺(tái)式掃描電子顯微鏡則是體積更為小巧，適合放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作的掃描電子顯微鏡。
臺(tái)式掃描電子顯微鏡雖然體積小，但其工作原理與傳統(tǒng)掃描電子顯微鏡并無二致。它主要由電子槍、電磁透鏡系統(tǒng)、掃描線圈、樣品室和探測(cè)器等部分組成。電子槍產(chǎn)生高能電子束，經(jīng)過電磁透鏡聚焦成細(xì)小探針，在掃描線圈的控制下，這個(gè)探針會(huì)在樣品表面上進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。樣品表面與電子束相互作用后產(chǎn)生的各種信號(hào)，如二次電子、背散射電子等，會(huì)被探測(cè)器捕捉并轉(zhuǎn)換成圖像信息。
臺(tái)式掃描電子顯微鏡主要利用二次電子信號(hào)進(jìn)行成像。高能電子束轟擊樣品表面，激發(fā)出樣品表面的二次電子，這些電子被探測(cè)器捕捉后轉(zhuǎn)換成圖像信息。由于二次電子的信號(hào)強(qiáng)度與樣品表面形貌有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，可以將信號(hào)強(qiáng)度的差異轉(zhuǎn)換為圖像中不同區(qū)域的亮度差異，從而得到樣品表面的形貌圖像。
在進(jìn)行掃描電鏡觀察前，樣品需經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?。這是因?yàn)閽呙桦婄R需要工作在高真空環(huán)境中，以避免電子束與空氣分子發(fā)生碰撞而散射，影響成像效果。因此，樣品必須足夠干燥，且具有良好的導(dǎo)電性。對(duì)于非導(dǎo)電樣品，常常需要進(jìn)行金屬或碳的鍍膜處理，以提高其導(dǎo)電性和減少充電現(xiàn)象。
由于具有更高的放大倍數(shù)和分辨率，臺(tái)式掃描電子顯微鏡可以觀察到樣品表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)。例如，它能夠清晰地顯示出納米顆粒、病毒、細(xì)胞器等微觀世界的細(xì)節(jié)。這一特性使得它在材料科學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
