扫描电镜(SEM)中表面形貌衬度和原子序数衬度各有什么特点

二次电子信号来自于样品表面层5～l0nm,电子与样品原子的核外电子作用，一部分能量转移到原子，导致原子中的一个电子被逐出而产生二次电子。二次电子信号强弱与样品表面粗糙度有关，可利用二次电子成像的模式-SEI模式观察样品表面形貌。

电子与样品原子的原子核发生弹性碰撞，电子方向发生改变，但无能量损失，这样的电子叫背散射电子。背散射电子信号强弱与样品原子的原子量有关，可利用背散射电子成像的模式-BSE模式观察样品表面元素分布情况。

扫描电镜成像原理主要有两种，二次电子像(secondary electron)：形貌衬度，就是你的细菌外表有凸凹形貌，可以拍摄形貌像；背散射电子探头(back scatter electron)：原子序数衬度，你可以进行染色，把一些重金属的盐类设法溶进细菌体内，然后用BSE观察时，细菌就是白亮的。

具体不懂的可以联系我，希望对你有帮助。

扫描电镜的SE和BSE模式的区别，

1.收集信号不同。SE：二次电子；BSE：背散射电子

2.分辨率不同。SE：高；BSE：低

3.图像衬度不同。SE：形貌衬度；BSE：质厚衬度

4.应用目的不同。SE：围观立体形貌；BSE：元素、相二维分布

在使用扫描电镜进行形貌观察的时候，有时为了能同时获取形貌和成分衬度的图像，会采取多通道探测器同时进行 SE 和 BSE 的信号采集的方式。SE 和 BSE 图像虽然都可以满足形貌观察的要求，但是它们对形貌的表现却并不完全一致，尤其是需要对样品进行精确测量的时候。两者的测量结果可能会存在很大误差，

测量数据差异的分析

采用 SE 图像进行管径的测量，得到的数据基本和实际管径相当；而如果采用 BSE 图像测量管径，测量的其实是图中的黄色虚线范围，得到的管径数据要比 SE 图像的略小。所以针对这一类试样来说，SE 图像测量到的数据比 BSE 更加真实可靠。尤其是这种相对密度较低、容易穿透的试样来说，BSE 的实测数据要比 SE 小8-10nm左右。所以管径范围如果在20nm到200nm左右，接近10nm的误差将不可避免，尤其针对小管径样品而言，相对误差会更大。

测量差异的解决办法

通常情况下，大部分用户在使用扫描电镜进行试样观察时，二次电子的使用会多于背散射电子，此时不会出现太大的测量误差。但是在一些特殊的情况下，比如需要进行成分衬度的观察，或者遇到荷电、沉积污染等情况而不得不使用背散射电子的时候，有没有办法来对 BSE 的测量精度进行弥补呢？答案当然是肯定的，我们有办法来解决 BSE 的测量精度问题。既然分析出误差的产生的原因是源于 BSE 的穿透深度比 SE 的穿透深度要深很多，那么解决该误差，我们应该从穿透深度入手。接下来就用两种方法来解决这个问题。

降低电压来减小 BSE 的穿透深度

根据电子束和样品作用区域这些基本理论，我们很容易想到通过降低加速电压来减小 BSE 的穿透深度。如果我们进一步降低加速电压，减小作用体积，缩短 BSE 的作用深度，那么在不考虑分辨率的情况下，背散射电子图像测量到的数据应该会更接近二次电子图像，还是同样的管状试样，我们将加速电压由 5kV 降到 2kV，仍然进行 In-Beam SE 和 In-Beam BSE 的同时采集，采用“ Canny Edge Detector ”功能进行边界自动识别，然后再进行精确测量，

虽然降低电压可以减小测量的误差，但是降低电压也会有一定的问题。第一就是分辨率的下降：如果需要的倍数很高的情况下，因为分辨率的下降会导致边缘发生模糊，这对边界的判定也会带来误差；第二就是信号的减弱，尤其是对于 BSE 信号来说，降低加速电压后信号量的下降幅度会非常大，因此导致操作的时候存在一定的困难；第三就是为了实现低电压的 BSE 高质量成像，可能需要电镜具有一定的配置（如低电压的BSE探测器）或者特定的电镜工作条件（如较小的工作距离，上面采用了3mm），这对有些电镜来说是不容易实现的，比如有些自主开放的电镜实验室，工作距离都被限定在较远的区域。那是否有办法在常规电压下，也减少 BSE 的测量误差呢？答案仍然是肯定的。

在我们《电镜学堂 | 细谈二次电子和背散射电子》系列文章中，我们介绍了一类比较特殊的背散射电子—— Low-Loss BSE 。Low-Loss BSE 的作用深度要比常规的 BSE 浅很多，甚至和 SE 的表面灵敏度相当。因此我们在测量的时候，如果选择使用 Low-Loss BSE 来进行成像，那么对其进行精确测量的结果就应该和 SE 图像结果基本一致。

随着电镜技术的不断发展，为了获得更真实的数据结果，我们不仅仅需要使用合适的电镜参数，选择合适的信号进行采集也是非常重要且不容忽视的一环！

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