sem通过探测哪种信号来获取样品表面成分信息

sem通过探测信号来获取样品表面成分信息，扫描电镜可粗略分为镜体和电源电路系统两部分。镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空抽气系统组成。

电子光学系统，由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径，信号收集及显示系统。

检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系统的调制信号。现在普遍使用的是电子检测器，它由闪烁体，光导管和光电倍增器所组成。

真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作，防止样品污染，一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。

扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法，把样品表面不同的特征，按顺序，成比例地转换为视频信号，完成一帧图像，从而使我们在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图像。

当电子倍增器工作的时候，先是一个带电粒子或载能光子撞击到倍增器的输入表面，然后向真空激发出数个二次电子。掺杂了碱金属的发射层有更小的表面逸出功，增加了激发出的二次电子的数量。在二次电子穿越通道管的过程中，它会多次碰撞到通道管的管壁上，这样就能连续的产生大量的二次电子。在发射层的下方是电阻铅玻璃层，它能在通道管内部产生从输入端到阳极逐渐增高的电势，在这个电势差下电子被加速。上述过程不停的重复，直到产生的电子云全部离开通道管，被阳极接收。(See Figure 2)

改变加在电子倍增器上的电压会同时改变电子轨迹和每次碰撞产生的二次电子数目。这样，倍增器的增益就是可调的。选择合适的偏压可使单一离子从撞到倍增器的输入端开始到阳极接收，共产生一亿个电子。

然而，一些因素会限制CEM的应用：输出电流、探测器寿命和噪声。倍增器能产生的最大线性输出电流受到通道管内存储的电荷量和通道管的电荷补充速度的限制。通道管可以看作是一个RC电路，当通道管释放了所有存储的电荷后，它必须从流过导电层的电流中获得补充。如果能在老化前的倍增过程中提供更多的电荷，也就能给通道管带来更长的寿命。

实际上，电子倍增器的寿命是有限的。倍增器的寿命是一个重要的性能参数。即使在正常情况下，倍增器的增益也会由于使用而逐渐变小，这就需要根据仪器灵敏度的要求定期的调整电压，使增益保持在适当的水平。最终，电压不能再继续增加，这时候就只能更换倍增器了。在很多仪器里，要想更换倍增器，就需要停机4 – 24小时。今天，大多数仪器更换倍增器的时间间隔会依据使用情况的不同，一般在3个月到2年之间。

因此，倍增器的长寿命就成了很有实际价值的参数，即能减少更换探测器的频率。探测器最初的增益也会影响到倍增器的寿命。如果最初的增益比较高，就要让仪器的工作电压适当的低一些。更低的初始电压设置能够在更大程度上补偿后来必然发生的探测器增益下降。

倍增疲劳，表现为在使用过程中的增益下降。它的发生有两种理论机制：第一种，是由二次电子持续轰击发射表面所产生的放射损伤引起的，这种退化来自于发射表面的碱金属耗尽，偶尔也会出现发射表面被完全溅蚀的情况。这种损伤正比于从单位面积的通道管上萃取的电荷总数。因此，增加有效的通道管面积就能延长探测器寿命。第二种倍增疲劳的机制是真空环境中的污染物覆盖了发射表面。应用和分析技术的不同使得清洁环境也不一样。

最后，探测器的信噪比会限制对微弱信号的探测。离子反馈对探测器噪声的贡献很大。离子反馈发生在通道管内的残余气体在电场中被电离的时候，这些离子被向二次电子的反方向加速，最终撞击到通道壁上。如果这些离子在碰撞前获得了足够的能量，那它们也会在撞击到通道壁上的时候激发出二次电子。这些由残余气体离子激发的二次电子经过倍增后也同样产生输出信号，但这些信号并不反映真正的输入事件。