扫描电镜形貌分析
一、扫描电镜形貌分析原理
扫描电镜（SEM）通过高能电子束扫描样品表面，收集电子与样品相互作用产生的信号，重建样品表面微观形貌。其核心原理包括：
- 信号激发与采集二次电子成像：入射电子束激发样品表面5-10nm深度内的二次电子，其产额对表面几何形状敏感，倾斜表面因激发体积增大而信号增强23。背散射电子辅助分析：高能电子与原子核碰撞后反射的背散射电子，可反映样品成分差异（原子序数）及表面粗糙度34。信号转换与成像：二次电子被探测器捕获后转化为光信号，再通过光电倍增管转换为电信号，最终形成高分辨率灰度图像。
- 分辨率与成像优化电子束聚焦至纳米级束斑，结合扫描线圈同步控制，实现微米至纳米级形貌细节观察34。表面倾斜（如45°）可增强二次电子产率，提升图像对比度。
二、扫描电镜形貌分析应用
- 材料科学微观结构观察：分析金属、陶瓷等材料的晶粒、裂纹、孔隙等缺陷，揭示材料性能与结构关联。断口分析：通过断口形貌（如韧窝、解理面）区分脆性断裂与韧性断裂，指导材料失效机理研究。
- 纳米技术纳米材料表征：观察纳米颗粒尺寸、形貌及分布，评估薄膜、纤维等纳米结构的均匀性。
- 生物学与医学生物样品观察：经喷镀导电处理后，可清晰显示细胞、组织、微生物等表面形态（如细胞膜褶皱、鞭毛结构）。
- 地质与环境科学矿物与岩石分析：研究矿物晶体形貌、孔隙分布及风化特征6。环境微粒检测：分析大气颗粒物、微塑料等污染物的形貌与尺寸。
