SEM扫描电镜图怎么看，图上各参数都代表什么意思

1、放大率：

与普通光学显微镜不同，在SEM中，是通过控制扫描区域的大小来控制放大率的。如果需要更高的放大率，只需要扫描更小的一块面积就可以了。放大率由屏幕/照片面积除以扫描面积得到。

所以，SEM中，透镜与放大率无关。

2、场深：

在SEM中，位于焦平面上下的一小层区域内的样品点都可以得到良好的会焦而成象。这一小层的厚度称为场深，通常为几纳米厚，所以，SEM可以用于纳米级样品的三维成像。

3、作用体积：

电子束不仅仅与样品表层原子发生作用，它实际上与一定厚度范围内的样品原子发生作用，所以存在一个作用“体积”。

4、工作距离：

工作距离指从物镜到样品最高点的垂直距离。

如果增加工作距离，可以在其他条件不变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离，则可以在其他条件不变的情况下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在5毫米到10毫米之间。

5、成象：

次级电子和背散射电子可以用于成象，但后者不如前者，所以通常使用次级电子。

6、表面分析：

欧革电子、特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关，所以可以用于成分分析。但由于电子束只能穿透样品表面很浅的一层（参见作用体积），所以只能用于表面分析。

表面分析以特征X射线分析最常用，所用到的探测器有两种：能谱分析仪与波谱分析仪。前者速度快但精度不高，后者非常精确，可以检测到“痕迹元素”的存在但耗时太长。

观察方法：

如果图像是规则的（具螺旋对称的活体高分子物质或结晶），则将电镜像放在光衍射计上可容易地观察图像的平行周期性。

尤其用光过滤法，即只留衍射像上有周期性的衍射斑，将其他部分遮蔽使重新衍射，则会得到背景干扰少的鲜明图像。

扩展资料：

SEM扫描电镜图的分析方法：

从干扰严重的电镜照片中找出真实图像的方法。在电镜照片中，有时因为背景干扰严重，只用肉眼观察不能判断出目的物的图像。

图像与其衍射像之间存在着数学的傅立叶变换关系，所以将电镜像用光度计扫描，使各点的浓淡数值化，将之进行傅立叶变换，便可求出衍射像〔衍射斑的强度（振幅的2乘）和其相位〕。

将其相位与从电子衍射或X射线衍射强度所得的振幅组合起来进行傅立叶变换，则会得到更鲜明的图像。此法对属于活体膜之一的紫膜等一些由二维结晶所成的材料特别适用。

扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。

参考资料：百度百科-扫描电子显微镜

光电三极管也称光敏三极管，它的电流受外部光照控制。是一种半导体光电器件。比光电二极管灵敏得多，光照集中电结附近区域。

利用雪崩倍增效应可获得具有内增益的半导体光电二极管（APD）,而采用一般晶体管放大原理，可得到另一种具有电流内增益的光伏探测器，即光电三极管。它的普通双极晶体管十分相似，都是由两个十分靠近的p-n结-------发射结和集电结构成，并均具有电流发大作用。为了充分吸收光子，光电三极管则需要一个较大的受光面，所以，它的响应频率远低于光电二极管。[1]

2.1机构与工作原理

光电三极管是一种相当于在基极和集电极之间接有光电二极管的普通三极管，因此，结构与一般晶体管类似，但也有其特殊地方。如图2.1.1所示。图中e.b.c分别表示光电三极管的发射极.基极和集电极。正常工作时保证基极--集电极结（b—c结）为反偏正状态，并作为受光结（即基区为光照区）。光电三极管通常有npn和pnp型两种结构。常用的材料有硅和锗。例如用硅材料制作的npn结构有3DU型，pnp型有3GU型。采用硅的npn型光电三极管其暗电流比锗光电三极管小，且受温度变化影响小，所以得到了广泛应用。[2]

光电三极管的工作有两个过程，一是光电转换二是光电流放大。光电转换过程是在集---基结内进行，它与一般光电二极管相同。[3]当集电极加上相对于发射极为正向电压而基极开路时（见图2.1.1（b）），则b--c结处于反向偏压状态。无光照时，由于热激发而产生的少数载流子，电子从基极进入集电极，空穴则从集电极移向基极，在外电路中有电流（即暗电流）流过。当光照射基区时，在该区产生电子---空穴对，光生电子在内电场作用下漂移到集电极，形成光电流，这一过程类似于光电二极管。于此同时，空穴则留在基区，使基极的电位升高，发射极便有大量电子经基极流向集电极，总的集电极电流为

IC=IP +βI P=（1+β）IP 2.1.1

图2.1.1光电三极管结构及工作原理

式中β为共发射极电流放大倍数。因此，光电三极管等效于一个光电二极管与一般晶体管基极---集电极结的并联。它是把基极---集电极光电二极管的电流（光电流IP）放大β倍的光伏探测器，可用图2.1.1（c）来表示。与一般晶体管不同的是集电极电流IC由基极---集电极结上产生的光电流IP=Ib控制。也就是说，集电结起双重作用，一是把光信号变成电信号起光电二极管的作用；二是将光电流放大，起一般晶体三极管的集电极的作用。[4]

2.2光电三极管的等效电路

根据光电三极管的工作原理，我们可以比较容易的画出他的等效电路。由于它的集电结势垒电容Ccb远小于发射结势垒电容Cbe,我们可以得到如图2.2.1光电三极管的交流等效电路，图中ip为集电结光电二极管的电流源，Cbe为发射结电容；rbe为发射结正向微分交流电阻；iLw为放大后的电流源；iL=βipβ为光电三极管的放大倍数；Rce为集电极发射极电阻；Cce为集电极发射极间电容；RL为负载电阻。由图5--40等效电路，

可以得到负载电阻两端的输出电压V0为

2.2.1

式中， ， 为入射光信号的角频率，选择合适的负载，使得 ，则 ,输出电压为

2.2.2

由上式可看出，当输入光信号时，由于发射结电容相对较大，造成对信号的分流，将使有效输出信号减小。此外，电容 的旁路也会减少流过 的输出电流。利用光电三极管的等效电路在计算机和分析它的时间响应和输出外特性是非常方便的。[5]

2.3光电三极管的特性参数

2.3.1伏安特性

图2.3.1表示光电三极管的 关系曲线。由图可见，光电三极管在偏压为零时，集电流为零。当有光照时，光电三极管输出电流比同样光照下光电二极管的输出电流大 倍。图中曲线还表明，在光功率等间距增大的情况下，输出电流并不等间距增大，这是由于电流放大倍数 随信号光电流的增大而增大所引起的。

2.3.2频率响应

光电三极管的频率响应与 结的结构及外电路有关。通常需考虑：少数载流子对发射结和收集结势垒电容（ 和 ）的充放电时间少数载流子渡越基区所需时间；少数载流子扫过收集势垒区的渡越时间；通过收集结到达收集区的电流流经收集区及外负载电阻产生的结压将，使收集结电荷量改变的时间常数。于是光电三极管总响应时间应为上述各个时间之和。因此，光电三极管的响应时间比光电二极管的要长的多。由于光电三极管广泛应用于各种光电控制系统，其输入光信号多为脉冲信号，即工作在大信号或开关状态，因而光电三极管的响应时间或响应频率将是光电三极管的重要参数。[6]

为改善光电三极管的响应频率，从光电三极管的等效电路可知道应尽可能减少 和 时间常数。一方面在工艺上设法减小结电容 . 等；另一方面要合理选择负载电阻 ，减小电路时间常数。图2.3.2给出了在不同负载电阻 下，光电三极管输出电压的相对值与入射光调制频率的关系。由图可知， 愈大，高频响应将愈差。减小 可以改善频率特性。但 降低会导致输出电压下降。因此，在实际使用时，合理选择 和利用高增益运算放大器作后级电压放大，可得到高的输出电压并改善频率响应。此外，为改善频率响应，减小体积，提高增益，电路上常采用高增益.低输入阻抗的运算放大器与之配合。图2.3.3（a）（b）分别表示达林顿光电晶体管的集成电路示意图。实际使用光电三极管时常采用带基极引线的光电三极管，并提供一定的基极电流。对无基极引线的光电三极管，则给予一定照度的背景光，使其工作于线性放大区，以得到较大的集电极电流，这将有利于提高光电三极管的频率响应。图2.3.4给出了光电三极管响应时间与集电极电流 的关系，由图可知，增加集电极电流 可减小光电三极管的响应时间，即提高光电三极管的工作频率。[7]

与光电二极管相比较，光电三极管频率响应较低，不宜使用于高速，宽带的光电探测系统中，但由于其响应率高，具有电流内增益，故在一般光电探测系统中仍得到广泛应用。

设计一个报警器。由图3.1（a）、（b）所示电路分别是红外发射器和红外接收、无线发射机的电路图。

图3.1（a）所示电路为红外发射器电路。由VT1、VT2、C1以及R1等组成一个300Hz左右的自激振荡器，其振荡器频率主要由时间常数R1 C1决定。红外发射二极管串接在VT2的集电极回路中，在振荡器振荡过程中VT2每导通一次，发光二极管发光一次。R3用于限流，使VT2的电流不超过500mA。

（a） 红外发射器

（b）红外接受无线发射机

图3.1 遮光式红外监控无线报警器电路

在图3.1（b）所示电路中，红外就收管VD3选用选用与发射管配套的管型（光波长一致）。VD3将照射的红外光转换成电信号，并经C2、R5加至IC1-a的反相输入端。IC1采用双运放TL072（或LM358、R4558、NE5532），其同相端外接6V骗子电压。该级的放大倍数K=20lg(R8/R5),图示参数给出近53dB的放大量。IC1-a的输出经VD4、C3等整流后，以直接电压形式加至IC1-b的反相输入端。IC1-b与R10、R12、RP1等组成一个电压比较器，当VD3一直受红外光照时，b点的电位Vb<Va(预先调好)，IC1-b的输出端（⑦脚）呈高电平，VT3饱和导通，致使其集电极，（即IC2的④脚）呈低电平（<0.4V）。IC2与R15、R16、C4等组成一个可控多谐振荡级，当它的强制复位④脚呈低电平时，电路被强制复位，振荡中止。

当有人涉足红外监控区时，红外光束被遮断，IC1-a无信号输入，其输出呈低电平，则电源电压通过R9对C3充电，致使Vb>Va, IC1-b的⑦脚呈低电平，VT3截止，则IC2的④脚通过R14接电源，呈高电位，IC2起振。其振荡频率f=1.44/[( R15+2 R16)C4],图示参数的振荡频率约为1000Hz。

IC2输出的音频脉冲信号通过R17、C6加至VT4的基极。VT4与L、C9、C10等组成一个高频振荡器，其振荡频率主要取决于L、C9组成的选频回路，调节C9，使振荡频率在调频波段88-108MHz范围内。同时，该振荡级在输入脉冲信号的激励下呈调频振荡状态，这是由于VT4的集电结电容随调制脉冲的高低电平变化，进而实现调频。调频载波信号通过天线发射出去。

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问题描述:

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]

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