掃描電鏡的工作模式主要基于其逐點(diǎn)逐行掃描樣品表面的電子束，并通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)獲取樣品形貌和成分信息。以下是SEM掃描電鏡的主要工作模式及其特點(diǎn)：

一、基本工作模式

電子束掃描：

掃描電鏡使用高能電子束掃描樣品表面。電子束由顯微鏡內(nèi)部的電子槍發(fā)射，經(jīng)過(guò)一系列透鏡和掃描系統(tǒng)，Z終聚焦在樣品表面。

在掃描過(guò)程中，電子束按順序逐行掃描樣品表面，類似于閉路電視系統(tǒng)的掃描方式。

信號(hào)檢測(cè)與圖像形成：

當(dāng)高能電子轟擊樣品表面時(shí)，會(huì)激發(fā)出二次電子、背散射電子、俄歇電子、特征X射線和連續(xù)譜X射線等信號(hào)。

這些信號(hào)被相應(yīng)的收集器接收，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器放大后，送到顯像管的柵極上，調(diào)制顯像管的電子束強(qiáng)度，即熒光屏上的亮度。

熒光屏上形成的圖像與樣品表面特征相對(duì)應(yīng)，如二次電子像、背散射電子像等。畫面上亮度的疏密程度表示該信息的強(qiáng)弱分布。

二、主要工作模式的特點(diǎn)及應(yīng)用

高分辨率模式：

SEM掃描電鏡的分辨率通常在3~0.5納米之間，Z高的分辨率可以達(dá)到0.4納米。

高分辨率模式適用于觀察納米級(jí)別的細(xì)節(jié)，是形貌和成分分析領(lǐng)域極其重要的工具。

大景深模式：

掃描電鏡的景深大，成像富有立體感，可以直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)。

即使放大倍數(shù)較低，SEM掃描電鏡圖像也能提供比光學(xué)顯微鏡更多的有關(guān)試樣的信息。

連續(xù)可調(diào)放大倍數(shù)模式：

掃描電鏡的放大倍數(shù)在20~20萬(wàn)倍之間連續(xù)可調(diào)，可以根據(jù)需要選擇合適的放大倍數(shù)進(jìn)行觀察。

這種模式適用于不同尺度的樣品觀察，從宏觀到微觀都可以得到清晰的圖像。

綜合分析模式：

SEM掃描電鏡的樣品室較大，可選用多種附件對(duì)樣品進(jìn)行綜合分析。

例如，可以配備X射線能譜和X射線波譜成分分析等電子探針附件來(lái)分析樣品微區(qū)的化學(xué)成分等信息。

還可以利用背散射附件、陰極熒光附件、背散射電衍射花樣附件等獲取樣品的晶體結(jié)構(gòu)、物性等信息。

三、操作注意事項(xiàng)

樣品制備：

掃描電鏡適用于多種類型的樣品，包括塊狀樣品、粉末狀樣品、纖維狀樣品、生物樣品、薄膜樣品等。

樣品通常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缃饘賴婂兊?，以提高其?dǎo)電性和防止在真空環(huán)境中放電。

操作環(huán)境：

SEM掃描電鏡需要在真空環(huán)境中工作，以防止電子束與空氣中的分子發(fā)生碰撞而散射。

因此，在樣品放入掃描電鏡之前，需要將其置于真空室中進(jìn)行抽真空處理。

參數(shù)設(shè)置：

在使用SEM掃描電鏡時(shí)，需要根據(jù)樣品的性質(zhì)和觀察需求設(shè)置合適的參數(shù)，如加速電壓、掃描速度、放大倍數(shù)等。

這些參數(shù)的設(shè)置會(huì)直接影響掃描電鏡圖像的分辨率和清晰度。

綜上所述，SEM掃描電鏡具有多種工作模式，每種模式都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)樣品的性質(zhì)和觀察需求選擇合適的工作模式，以獲得Z佳的成像效果和分析結(jié)果。