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掃描電子顯微鏡工作原理及應用
掃描電子顯微鏡工作原理及應用

　　掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）是一種利用電子束掃描樣品表面，通過檢測電子與樣品相互作用產生的信號來獲得高分辨率微觀形貌圖像的儀器。其分辨率可達納米級（通常1-20 nm），遠高于光學顯微鏡。以下是掃描電子顯微鏡的核心要點：

　　工作原理
　　電子束生成

　　電子槍（鎢絲、六硼化鑭或場發射）發射高能電子束（通常0.1-30 keV）。

　　電磁透鏡聚焦電子束至極細的探針（直徑可小至1 nm）。

　　掃描與相互作用

　　電子束在樣品表面逐點掃描，與樣品原子相互作用，產生多種信號：

　　二次電子（SE）：反映表面形貌（主要成像信號）。

　　背散射電子（BSE）：反映成分差異（原子序數 contrast）。

　　X射線：用于能譜分析（EDS）確定元素組成。

　　信號檢測與成像

　　探測器收集二次電子或背散射電子，信號轉換為電信號后生成高分辨率圖像。

　　應用領域
　　材料科學

　　觀察金屬、陶瓷、高分子等材料的微觀結構、斷口分析。

　　生物學

　　研究細胞、**、昆蟲等生物樣品（需臨界點干燥等特殊制樣）。

　　納米技術

　　表征納米顆粒、碳納米管、二維材料等。

　　半導體工業

　　檢測芯片電路、缺陷分析。

　　地質學

　　分析礦物成分和微觀形貌。