电子枪 聚光镜、物镜 物镜光栏
二次电子检测器
样品室
控制电路
和
真空系统 第二部分 扫描电镜的结构和工作原理
1、EVO 18扫描电镜的结构：
电子光学系统
一、电子枪：
钨灯丝
二、磁透镜：
A、会聚透镜—强磁透镜：
作用：缩小电子束斑。
改变透镜电流可控制电子束流及调整束斑直径。
会聚透镜的工作条件影响图像的衬度和亮度。
B、物镜：
作用：进一步缩小束斑，并将其正聚焦在试样表面（调节图像聚焦）。
物镜光阑限制电子束张开角，孔径越小，焦深越大。
光阑的作用：
扫描电镜电子光学系统的内部结构
真空系统
机械泵
（10-1Pa）
分子泵
（10-4Pa）
扫描电镜的样品室内
SED
VPSE BSD
第三部分电子显微镜成像的三大要素——分辨率、衬度和放大倍数一、分辨率：
能分清两个
点的中心距离的
最小尺寸。
分辨率的影响因素：
1、信噪比和极限衬度：
信/噪比影
响衬度极限，衬
度极限限制着分
辨率。
人眼可分辨两
个像素的不同亮
度即衬度极限为
n
n S S C i ?=≥?=15/15噪信
2、电子束斑直径：
电子束斑小，分辨率高，但束斑过小信号弱，信/噪比降低，一般取束流10-12~10-11A为下限。
电子束与样品的相互作用区域
分辨率取决
于电子束的散
射范围。
二次电子：
几nm ；
背散射电子
和X 射线：由几
百nm 至几um 。 3、电子束在样品中的散射。
二次电子 背散射电子 俄歇电子 特征 X 光线 连续 X 光线 荧光 X 光线
阴极荧光
2、衬度——影响衬度的因素：
1、表面形貌（倾斜效应）：
入射电子束方向一定，试样表面的凹凸决定电子束入射角。
检测器固定后，对试样表面各区域产生的二次电子收集角不同。
2、原子序数效应：
二次电子图像中包含有与原子序数有明显的依赖关系的背散射电子图像，因此，二次电子图像的衬度中也包含了原子序数引起的衬度。
背散射电子像二次电子像
表面抛光的合金
3、电场和磁场：
电压衬度：正电位——黑区，负电位——亮区。
不同的磁场强度分布，也可以形成衬度。
4、样品充电（荷电效应） ：
样品表面充电引起的过强衬度
导体——不产生电荷
积累，可直接观察。
非导体——局部充
电产生过强衬度，应在
表面镀导电膜。