隨著科研工作者越來越重視各種材料性能和材料微觀結構、成分、晶體取向之間的關系，僅僅觀察樣品靜態信息的傳統掃描電鏡已經不能滿足現在科研的需求了。因此，原位掃描電鏡應運而生，并成為掃描電鏡重要的發展方向之一。

原位掃描電鏡是什么？

原位掃描電鏡即以掃描電鏡為平臺，搭載各類原位樣品臺，如加熱臺、力學拉伸臺、冷凍臺，通過采集和分析原位實驗過程中樣品的各種信息，可以將樣品的微觀形貌、成分、晶體取向信息與樣品的宏觀性能（如力學、熱力學性能）結合起來。

原位掃描電鏡的要求和挑戰

為了實現樣品微觀形貌與性能關系的表征，原位實驗對掃描電鏡的要求非常高，下面列舉了原位實驗對于掃描電鏡的要求和挑戰：

01如何將原位樣品臺安裝在電鏡中并控制原位程序？

通常原位臺的尺寸和重量都較大，如拉伸臺的ZUI大尺寸在100~250mm之間，重量約1~4kg，此外，安裝原位樣品臺還需要占據額外的接口，用于原位臺的通訊、供電等問題；相比于掃描電鏡普通樣品，原位樣品臺的這些特殊性對掃描電鏡樣品臺的承重能力、樣品倉室大小、接口數量提出了更高的要求。

02 如何在原位實驗中保持電鏡的超高分辨性能？

傳統掃描電鏡通常采用浸沒式物鏡設計提高成像分辨率，引入減速模式還可以進一步提高低電壓下的分辨率；在進行原位實驗時，浸沒式和減速模式將受到原位臺的限制而不能使用，這將大大降低了傳統掃描電鏡在原位實驗過程中成像的分辨率。

03 原位實驗過程中樣品釋放氣體怎么辦？

大多數的原位實驗不會釋放氣體，這類原位實驗在高真空電鏡倉室環境中就可完成；但是也有少數特殊的樣品在高溫原位實驗過程中釋放氣體，為了避免瞬間放氣對電鏡造成的損傷，公司的場發射掃描電鏡可為客戶提供低真空功能。

看了文章，大家對原位掃描電鏡是否有更多的了解呢？原位實驗過程中，大家是否有碰到過困擾或者難處，歡迎大家留言交流哦。

參考文獻：

1.Y.M. Re, X. Lin, X. Fu, H. Tan, J. Chen, W.D. Huang, Microstructure and deformation behavior of Ti-6Al-4V alloy by high-power laser solid forming, Acta Materialia. 132(2017)82-95.