扫描电镜若干重要术语解读
二次电子（secondary electron  SE）
二次电子的成因是由于高能入射电子与样品原子核外电子相互作用，使核外电子电离所造成，尤其是外层电子与原子核结合力较弱，被大量电离形成自由电子。如果这种过程发生在样品表层，自由电子只要克服材料的逸出功，就能离开样品，成为二次电子。对于金属，价电子结合能很小，约为10eV，其电离的几率远远大于内壳层电子，样品吸收一个高能电子，就能产生多个二次电子。二次电子绝大部分为价电子。入射电子在样品深处同样产生二次电子，但由于二次电子能量小，不能出射。出射的二次电子只限于样品的表层，其范围与入射电子束直径相当，取样深度根据计算得到为小于10nm的范围。因此用二次电子成像分辨率高，能够完全反映样品的表面形貌特征。
背散射电子（backscattered electron  BSE）
电子束一般要穿入样品的某个深度后才能经受充分的散射过程，使其穿行方向反转和引起背散射，因此从样品出射的背散射电子带有样品某个深度范围的性质信息，其取样深度很大程度上
依赖样品本身的性质，无法用单一数字给出这个深度值。所以射BSE的数量高度依赖于电子束撞击点样品的平均原子序数。因此，随着原子序数增加，背散射的电子就更多。从样品表面背散射出来的电子也激发二次电子，作为SE2电子。BSE给出深度信息和图像中的原子序数衬度。
特征X射线（characteristic X-ray X-ray）
当高能电子进入样品后，受到样品原子的非弹性散射，将其能量传递给原子而使其中某个内壳层的电子被电离，并脱离该原子，内壳层上出现一个空位，原子处于不稳定的高能激发态。在激发后10-12S内原子便恢复到最低能量的基态。在这个过程中，一系列外层电子向内壳层空位跃迁，同时产生特征X射线和俄歇电子，释放出多余的能量。特征X射线有足够大的能量，可以从样品深部出射，其产生范围包容了相互作用区的最外层，对于中等以上原子序数的样品，如金属或陶瓷，该范围约几个微米。特征X射线携带样品化学成分信息。
低电压成像技术
扫描电镜通常使用10KV~30KV加速电压工作，可获得优质图像；微区成分分析也能提供可
靠的定性定量结果。然而对于某些热敏或者导电性能差的样品，如：半导体和器件、合成纤维、溅射或氧化薄膜、纸张、动植物组织、高分子材料等，有时不允许进行导电处理，而要求直接观察。即可选用低电压成像技术，选用1~5KV或更低的加速电压进行成像。
优点：
1，增强样品表面形貌和成分衬度
选用低加速电压，即意味着使用低能电子束，入射样品后受到散射的扩散区域小，相互作用区接近表面，有利于表面形貌成像。常规加速电压观察半导体或绝缘体时，样品必须镀导电膜，这时形貌衬度是唯一的成像衬度，膜层完全掩盖了样品不同元素出射电子产率的变化，不能观察到样品的成分衬度。选用低能电子束，样品不用镀膜，可直接观察样品的形貌和成分衬度，充分反映出材料的原貌。
2，减少或消除样品的核电效应
3，减小电子束辐照损伤
缺点：
空间电荷效应、电了光学系统像差、杂散磁场的影响使图像分辨率低，质量下降。
某些非导电材料的合适低加速电压值
材料
加速电压值（KV）
材料
加速电压值（KV）
电阻
0.55~0.70
砷化钙
2.6
尼龙
1.18
石英
3.0
聚氯乙烯
1.65
氧化铝
4.2
涤纶
1.82
低真空成像技术
对于某些导电性差的材料，如半导体、集成电路、印制板、电脑零件、纸张、纤维、或者含水的动植物样品，要求直接观察微观形貌，使用常规高真空（High vacuum，HV）成像受到限制，应该使用VP（Variable pressure，可变压力模式）或EP（Extend pressure，扩展压力模式）成像技术。
VP或EP模式，可以直接观察不导电材料或动植物样品。因为样品室的真空度不太高，仍然有大量的气体分子存在，入射电子和信号电子把样品附近的气体分子，诸如O、N电离，这些离子在附加电场作用下向样品运动，中和表面积累的电子，消除荷电现象，选用较高的加速电压仍然可以正常工作。此外，样品制备简单，可适合观察放气样品，适合对非导电样品直接进行成分检测。
模式
样品室压力范围
VP
10~400pa
tiltEP
10~3000Pa
探测器，应该选用BSD或VPSE探测器。
加速电压（extra high tension  EHT）
0.2~30KV，一般高压指用20KV，低压指小于10KV
离开栅极一定距离，有一个中心有孔的阳极，在阳极和阴极间加有一个很高的正电压，称为
加速电压。它使电子束加速而获得能量，加速电压的范围在1~30kV，其值越大，电子束能量越大，反之亦然。
加速电压的选用，取决于样品的质量(包括导电性)、图像质量的要求和倍率等情况。当样品导电性好时，可选用高加速电压，这时电子束能量大，激发的二次电子、背散射电子数量就多，有利于改善图像的分辨率、信噪比和反差，对高倍观察有利。但加速电压过高会产生不利因素，我们一般选择20kV的加速电压。当样品导电性差时，又不便喷碳、喷金，还要尽可能将样品原来的面貌保存下来，取得高质量的扫描照片。而这类样品容易产生充、放电效应，样品充电区的微小电位差会造成电子束散开，使束斑扩大，从而损害分辨率。邻近点的负电场又会使二次电子的轨迹产生偏离，从而降低清晰度。同时，表面负电场对入射电子产生排斥作用，改变了电子的入射角，从而使图像不稳定，产生移动、错位，甚至使表面细节根本无法呈现，加速电压越高这种现象越严重，此时选用低加速电压(<10kV)，减少充、放电现象，提高分辨率。
加速电压的选择
加速电压是重要参数，仪器提供的使用范围0.2~30kV，需要根据样品种类和分析目的进行选
择，见下表。
灯丝加热电流（Fil I Taget）
关系到图像的暗亮。
灯丝饱和点的调设：
（1）加速电压选20kV，缓慢向右拖动灯丝加热电流（Fil I Taget）滑尺，观察图亮度变化，灯丝电流在2.4A和2.9A两个位置附近，图像亮度变大，其发射曲线如左。
（2）自动饱和点（Auto Sat..），在弹出窗口中可选第1峰位或第2峰位，自动到灯丝电流。这时选择新灯丝（New Filament），灯丝使用时间计数将回零。点击Ctrl＋I，可以随时检查灯丝使用时间（Filament Age）。
（3）选择第1峰位亮度较低，灯丝寿命较长，即选为Long Fil Life，放大倍率在几千倍以下的图像可以使用。建议选第2峰位，如果灯丝缩入距离合适，通常灯丝饱和点电流小于2.8A，亮度高，发射电流稳定，寿命符合要求。适合各种图像放大要求。经测试加速电压变化对灯丝饱点电流影响不大。
（4）灯丝发射电流（Beam Current）设定。这与灯丝种类和偏压有关，建议选择80μA或100μA。
（5）电子合轴调整可以手动或自动。
* 手动：在有图像时，选择发射（Emission），黑屏上出现黄米字线，交叉点为屏幕中心，在中心附近出现一个椭圆亮斑。如果灯丝处于第1峰位附近，中间小亮斑外围有较暗的大亮斑，此亮斑会在第2峰位饱和点时逐步缩小并和中间小亮斑聚合。先利用Gun Shift调节大亮斑在正中，再调节Gun Tilt使小亮斑在正中。而后选择正常（Normal），高亮度图形复出。
* 自动：选择自动合轴（Auto Align），稍等片刻图像就变得最亮。操作时，每次改变加速电压后，必须对电子重新合轴。
探针电流（I probe）
探针电流与电子束斑的关系
电子发射束流，经过聚光镜调节，会聚成更小的束斑尺寸（Spot Size）入射样品，其对应的束流称为探针电流（I probe），探针电流大，束斑尺寸相应增加，见下表，探针电流从5pA变到100pA，束斑尺寸明显变大。而后，束斑尺寸随探针电流变大趋于平缓，两者不呈
线性关系。
    探针电流或束斑尺寸可以根据不同的工作模式选用，见下表：
物镜光阑的选择和调整
    当观察上千倍图像时，如果反复调焦发现图像跑动，说明物镜光阑不合轴，利用物镜光阑调节钮合轴，见下照片。激活选区扫描（Reduced raster），套住图像中某个特征物，选用
振动（Wobble）功能，图像发生不规则跑动，分别仔细调节X和Y两个旋钮，使图像不跑动，只是如同呼吸一样原地闪动，这时光阑合轴调好了，关闭震动功能。调高倍率图像时，在电子合轴后，物镜光阑必须合轴，才能消像散。
 
    物镜光阑有三个，点击光阑数据（Edit data）查看，其光阑孔直径和位置一目了然，见下表，每台电镜略有不同。XY位置读数为调节钮上的刻度，每个光阑相距3mm。调节Y旋钮，可以选用不同内径的光阑。常规观察选2号光阑，OptiBeam程序将连续计算透镜参数，如果确定是最佳光阑选择，将出现Best Aperture = yes。然而，有时也会建议利用其他光阑，显示Best Aperture = No。光阑更换后，必须重新合轴。

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