掃描電鏡被認(rèn)為是科學(xué)研究中Z通用、功能強(qiáng)大的工具之一，因?yàn)榕c光學(xué)顯微鏡相比，它具有更高的空間分辨率（高放大倍率），并且可以通過(guò)光譜分析具備化學(xué)成分分析能力。

在大多數(shù)情況下，通過(guò)單個(gè)圖像即可輕松獲得樣品形貌，實(shí)現(xiàn)測(cè)試樣品微觀結(jié)構(gòu)的可視化。本文簡(jiǎn)要介紹了SEM掃描電鏡技術(shù)發(fā)展，并且以納米材料為例介紹了掃描電鏡在其測(cè)試中的應(yīng)用。

從宏觀尺度到納米尺度

對(duì)于研究人員而言，將微觀結(jié)構(gòu)缺陷與其微觀和納米結(jié)構(gòu)特性聯(lián)系起來(lái)顯得很重要，而SEM掃描電鏡作為一種常見的測(cè)試手段，其重要性不言而喻。JEOL*近在掃描電鏡平臺(tái)上集成了ZEROMAG功能，此功能使用戶可以在進(jìn)行SEM掃描電鏡觀察之前拍攝樣本的快照（光學(xué)圖像），然后根據(jù)該圖像將其聚焦到感興趣的區(qū)域。

此外，用戶可以將區(qū)域放大到所需的特征尺寸，并在保留光學(xué)圖像標(biāo)簽的同時(shí)用掃描電鏡觀察和化學(xué)分析位置（如上圖所示）。這對(duì)于觀察多個(gè)樣本或在同一樣本上的多個(gè)位置非常有用。此外，集成的能量色散X射線光譜（EDS）系統(tǒng)可以用化學(xué)分析標(biāo)記這些位置，并在掃描樣品上的多個(gè)樣品或多個(gè)位置時(shí)提供實(shí)時(shí)成分?jǐn)?shù)據(jù)。

納米結(jié)構(gòu)材料

SEM掃描電鏡技術(shù)的另一個(gè)令人振奮的進(jìn)步是獲得很低電壓圖像的能力，可以幫助非常薄的表面層成像和分析，如納米多孔材料，原子層石墨烯或氮化硼片，以及對(duì)電子束敏感的材料。很低的電壓是通過(guò)先進(jìn)的電子光學(xué)和檢測(cè)器設(shè)計(jì)、柔和的光束功能以及獨(dú)特的功能實(shí)現(xiàn)的。

利用掃描電鏡還可以對(duì)石墨烯層相對(duì)于基材進(jìn)行成像和EDS分析，因此可以在基于應(yīng)用的環(huán)境中對(duì)石墨烯進(jìn)行更直接的分析。相反，TEM僅允許對(duì)單個(gè)懸浮的石墨烯片進(jìn)行成像。

在低加速電壓下進(jìn)行EDS分析時(shí)，光束與標(biāo)本的相互作用體積會(huì)大大減少，因此可以解析出石墨烯和Ni組分的離散圖。此外，為了顯著減少可能掩蓋樣品表面特征的任何碳污染累積，標(biāo)測(cè)時(shí)間不到5分鐘。遠(yuǎn)光電流設(shè)置與用于此分析的大面積檢測(cè)器相結(jié)合，即使在低kV、采集時(shí)間有限的情況下，也可以確保適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)收集并進(jìn)行成分分析。