SEM的原理是什么？

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SEM的原理是什么？

解析:

(SEM)扫描电子显微镜的设计思想和工作原理，早在1935年便已被提出来了。1942年，英国首先制成一台实验室用的扫描电镜，但由于成像的分辨率很差，照相时间太长，所以实用价值不大。经过各国科学工作者的努力，尤其是随着电子工业技术水平的不断发展，到

1956年开始生产商品扫描电镜。近数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中，促进了各有关学科的发展。

一．扫描电镜的特点

和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有以下特点：

(一) 能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单，不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转，因此，可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大，图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时，还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二．扫描电镜的结构和工作原理

(一) 结构

1．镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm)，并且使该电子束在样品表面扫描，同时激发出各种信号。

2．电子信号的收集与处理系统

在样品室中，扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号，其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中，最主要的是二次电子，它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子，产生于样品表面以下几nm至

几十nm的区域，其产生率主要取决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像，它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体，当电子打到闪烁体上时，1就在其中产生光，这种光被光导管传送到光电倍增管，光信号即被转变成电流信号，再经前置放大及视频放大，电流信号转变成电压信号，最后被送到显像管的栅极。

3．电子信号的显示与记录系统

扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上，并由照相机拍照记录。显像管有两个，一个用来观察，分辨率较低，是长余辉的管子；另一个用来照相记录，分辨率较高，是短余辉的管子。

4．真空系统及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成，其作用是使镜筒内达到 10(4～10(5托的真空度。电源系统供给各部件所需的特定的电源。

(二) 工作原理

从电子枪阴极发出的直径20(m～30(m的电子束，受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚作用，缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下，电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测，经过放大、转换，变成电压信号，最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描，并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步，这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像，这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节 扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分，而且比较柔软，因此，在进行扫描电镜观察前，要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是：尽可能使样品的表面结构保存好，没

有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。

[Last edit by SeanWen]

如果你不知如何分配你的搜索营销预算，或是和客户提案的时候不知道怎么样去解释搜索营销产品(SEO和SEM)的区别，又或者不了解网站/企业在当前阶段应该优先施行哪种搜索营销策略，本文可以帮助你深入了解SEO和SEM之间的区别和优劣势。

SEO(搜索引擎优化)，SEO是SearchEngineOptimization的缩写

1、跨搜索引擎平台效果：

SEO优化是针对所有的搜索引擎来做的，只要SEO的方法是白帽的、专业的、面向用户体验的，那么你不仅仅能收获百度来的流量，谷歌，搜狗，360，雅虎都会不同程度的认可你的网站，从而给你网站良好的展示位置。而SEM，不同的搜索引擎有不同的服务机制。

2、提升流量无须增加预算：

要提升PPC的流量，你必须提升预算。但SEO不一样，SEO优化有点像滚雪球，一开始虽然不起眼，但雪球一旦滚起来，机制一旦建立，那么势必后劲十足，效果越到后面越显著，而无需你投入更多。

3、停止花费，流量余存：

很多客户拿SEM花费除以CPC去算SEO服务费是否比SEM合算，这样显然是不合理的。因为不像SEM，当账户里面没有钱的时候流量就会停止。一个经过专业SEO优化后的网站自然流量不会因为你停止了SEO服务而立即消失，相反这段流量会持续相当长的一段时间，理论上来说如果没有过大的外部竞争以及搜索算法没有大变化的话，流量基本上是稳定的。所以，如果真要算的话，至少应该拿2年的SEO流量去和一年的SEM流量去做比较。

4、更高的信任度：

比起SEM，SEO有更高的用户信任度。毕竟SEM也是一种商业广告，用户点击本身就是抱着一种看广告的心态，如果不满意就跳出看下一条。而自然排名则不同，用户会认为靠自然排名排上去的网站更专业、更可信，同时用户参与度和转化率也更高。

5、排除负面消息：

试想如果在你的SEM广告下面有一条SEO的负面消息，是不是很糟糕?通常负面消息的影响力要比正面消息大3-5倍，之前服务过一家英语机构的客户，具体我就不指明了，他们发现突然他们的的品牌专区的流量减少了20%，到搜索结果一看发现排在自然结果首页第一条居然是一条百度知道的负面，这个时候客户才想到用SEO去排负，为时已晚。所以，平时就要重视SEO，通过SEO，可以更好地巩固第一页的搜索结果的权重，设立好这样的保护屏障，可以有效防止负面入侵。只是很多公司都是等事情发生了再去做挽回。

6、更容易吸引点击：

自然结果毕竟处在SERP的用户视觉重心处，相比SEM可以获得更多的关注和点击。按以往的经验来看，自然结果第一名的SEO流量通常要高于排在PPC第一名的广告。

见效时间长

通常来说，SEO优化的见效时间最少也需要6个月，急于求成要么就是把网站做坏，要么就是没效果。所以做SEO，需要企业老总对SEO有充分的理解和心理预期。所以我还是建议，对一般传统企业来说，与其立马和他们推SEO服务，不如先系统的做一次培训，让其了解SEO的利弊之后再去开展我们的服务。

无保证

因为你不是简单地购买广告，你没有办法保证你的网站能够得到多少展示和点击。

沟通成本大

SEO优化需要涉及到和很多部门的配合，比如产品、设计、技术，编辑，PR等等，沟通成本非常大，一个好的SEO咨询师或是SEO产品经理需要有很强的跨部门组织沟通协调能力。

不稳定

搜索引擎算法经常变，通常会导致网站关键词排名和流量有变动，稳定性和SEM没法比。

SEM(搜索引擎营销)，SEM是SearchEngineMarketing的缩写

1、即时流量：

既然你购买的是搜索引擎广告，那么你的网站关键词排名和流量可以在几分钟之内出现和增长。

2、便于测试：

SEM广告见效快，数据信息丰富，可以用来做AB测试，对比分析哪些页面有更好的转化。当然通过SEM也可以指导SEO的关键词策略，通过测试不同组别的关键词和对应的登陆页，观察访客行为数据，订单转化，挑选用户参与度高或者转化化率高的词作为SEO的关键词策略的参考。

3、精准ROI计算：

PPC有清晰的花费，展示、点击和转化，这些都可以被很好的追踪。通过数据分析对比可以清晰地计算CPS或CPA，通过分析这些指标可以帮助在线营销人员及时作出相应的调整策略。

4、精准投放：

这个功能对本地企业很有帮助，你可以在PPC账户后台去指定城市来投放你的关键词。这样可以让你的潜在用户更精准、意向性更强，也减少很多无效花费和流量。

5、品牌专区：

不得不说百度的品牌专区做的是很不错的。一旦网站购买品专，你就能够迅速获取大量用户关注度，把所有的不相关网站都挤出首屏。品专还有很多自定义的功能，你可以把你网站的重要产品或是栏目优先展示在搜索结果上，缩短转化率路径。

没有长期利益

不同于SEO，SEM一旦停止花费，流量就会停止，毫无情面可言，绝对不会出现类似SEO的“滚雪球机制”。如果把SEO比作弹钢琴，你弹的时间越久，技能就越娴熟，效果就越好而SEM就是花钱请人来弹奏，虽然也能够带来美妙的试听享受，但对你自己来说，并没有任何成长，一旦你付不起这样的花费，那么所有美妙的音乐都划上休止符。

用户覆盖面少

由于搜索引擎很清楚的区分了搜索广告和自然排名的区别，大部分用户压根就不愿意点击SEM广告，这就导致SEM的用户覆盖度是很受局限性的，大量研究表明至少70%以上的点击来自SEO自然排名，所以对于企业来说，在做PPC的同时，SEO优化一定不能落下，SEO流量不仅覆盖度广，流量质量度也要比SEM好。

点击欺诈

点击欺诈即恶意点击[微信回复“恶意点击”]，这个无须我多解释，在如此竞争激烈的互联网，点击欺诈时常发生，虽然搜索引擎有一些过滤机制，但道高一尺、魔高一丈，总不能100%的预防，这也就意味着你必须为一些“机器人顾客”买单，呵呵。

信任度低

SEM广告的用户信任度不及SEO，原因如上已述，所以有时候想想，“免费的就是最贵的”这句话还是非常有道理的。

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的区别主要是名称不同、工作原理不同、作用不同、

一、名称不同

1、SEM，英文全称：Scanningelectronmicroscope，中文称：扫描电子显微镜。

2、TEM，英文全称：TransmissionElectronMicroscope，中文称：透射电子显微镜。

3、XRD，英文全称：Diffractionofx－rays，中文称：X射线衍射。

4、AES，英文全称：AugerElectronSpectroscopy，中文称：俄歇电子能谱。

5、STM，英文全称：ScanningTunnelingMicroscope，中文称：扫描隧道显微镜。

6、AFM，英文全称：AtomicForceMicroscope，中文称：原子力显微镜。

二、工作原理不同

1．扫描电子显微镜的原理是用高能电子束对样品进行扫描，产生各种各样的物理信息。通过接收、放大和显示这些信息，可以观察到试样的表面形貌。

2．透射电子显微镜的整体工作原理如下：电子枪发出的电子束经过冷凝器在透镜的光轴在真空通道，通过冷凝器，它将收敛到一个薄，明亮而均匀的光斑，辐照样品室的样品。通过样品的电子束携带着样品内部的结构信息。通过样品致密部分的电子数量较少，而通过稀疏部分的电子数量较多。

物镜会聚焦点和一次放大后，电子束进入第二中间透镜和第一、第二投影透镜进行综合放大成像。最后，将放大后的电子图像投影到观察室的荧光屏上。屏幕将电子图像转换成可视图像供用户观察。

3、x射线衍射（XRD）的基本原理：当一束单色X射线入射晶体，因为水晶是由原子规则排列成一个细胞，规则的原子之间的距离和入射X射线波长具有相同的数量级，因此通过不同的原子散射X射线相互干涉，更影响一些特殊方向的X射线衍射，衍射线的位置和强度的空间分布，晶体结构密切相关。

4．入射的电子束和材料的作用可以激发原子内部的电子形成空穴。从填充孔到内壳层的转变所释放的能量可能以x射线的形式释放出来，产生特征性的x射线，也可能激发原子核外的另一个电子成为自由电子，即俄歇电子。

5．扫描隧道显微镜的工作原理非常简单。一个小电荷被放在探头上，电流从探头流出，穿过材料，到达下表面。当探针通过单个原子时，通过探针的电流发生变化，这些变化被记录下来。

电流在流经一个原子时涨落，从而非常详细地描绘出它的轮廓。经过多次流动后，人们可以通过绘制电流的波动得到构成网格的单个原子的美丽图画。

6．原子力显微镜的工作原理：当原子间的距离减小到一定程度时，原子间作用力迅速增大。因此，样品表面的高度可以直接由微探针的力转换而来，从而获得样品表面形貌的信息。

三、不同的功能

1．扫描电子显微镜（SEM）是介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察方法，可以直接利用样品表面材料的材料性质进行微观成像。

扫描电子显微镜具有高倍放大功能，可连续调节20000～200000倍。它有一个大的景深，一个大的视野，一个立体的形象，它可以直接观察到各种样品在不均匀表面上的细微结构。

样品制备很简单。目前，所有的扫描电镜设备都配备了x射线能谱仪，可以同时观察微观组织和形貌，分析微区成分。因此，它是当今非常有用的科学研究工具。

2．透射电子显微镜在材料科学和生物学中有着广泛的应用。由于电子容易散射或被物体吸收，穿透率低，样品的密度和厚度会影响最终成像质量。必须制备超薄的薄片，通常为50～100nm。

所以当你用透射电子显微镜观察样品时，你必须把它处理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷冻超薄切片法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。对于液体样品，通常挂在预处理过的铜线上观察。

3X射线衍射检测的重要手段的人们意识到自然，探索自然，尤其是在凝聚态物理、材料科学、生活、医疗、化工、地质、矿物学、环境科学、考古学、历史、和许多其他领域发挥了积极作用，不断拓展新领域、新方法层出不穷。

特别是随着同步辐射源和自由电子激光的兴起，x射线衍射的研究方法还在不断扩展，如超高速x射线衍射、软x射线显微术、x射线吸收结构、共振非弹性x射线衍射、同步x射线层析显微术等。这些新的X射线衍射检测技术必将为各个学科注入新的活力。

4，俄歇电子在固体也经历了频繁的非弹性散射，可以逃避只是表面的固体表面原子层的俄歇电子，电子的能量通常是10～500电子伏特，他们的平均自由程很短，约5～20，所以俄歇电子能谱学调查是固体表面。

俄歇电子能谱通常采用电子束作为辐射源，可以进行聚焦和扫描。因此，俄歇电子能谱可用于表面微观分析，并可直接从屏幕上获得俄歇元素图像。它是现代固体表面研究的有力工具，广泛应用于各种材料的分析，催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。

5．当STM工作时，探头将足够接近样品，以产生具有高度和空间限制的电子束。因此，STM具有很高的空间分辨率，可以用于成像工作中的科学观测。

STM在加工的过程中进行了表面上可以实时成像进行了表面形态，用于查找各种结构性缺陷和表面损伤，表面沉积和蚀刻方法建立或切断电线，如消除缺陷，达到修复的目的，也可以用STM图像检查结果是好还是坏。

6．原子力显微镜的出现无疑促进了纳米技术的发展。扫描探针显微镜，以原子力显微镜为代表，是一系列的显微镜，使用一个小探针来扫描样品的表面，以提供高倍放大。Afm扫描可以提供各类样品的表面状态信息。

与传统显微镜相比，原子力显微镜观察样品的表面的优势高倍镜下在大气条件下，并且可以用于几乎所有样品（与某些表面光洁度要求）并可以获得样品表面的三维形貌图像没有任何其他的样品制备。

扫描后的三维形貌图像可进行粗糙度计算、厚度、步长、方框图或粒度分析。

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