3.3.2 扫描电子显微镜

扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器，可同时获得待测样品形貌、结构、成分和结晶学信息等，被广泛应用于生命科学、物理学、化学、地球科学、材料学以及工业生产等领域的微观研究。

扫描电子显微镜电子枪发射出的电子束经过聚焦后汇聚成点光源，点光源在加速电压下形成高能电子束，经由两个电磁透镜被聚焦成直径微小的光点，在透过最后一级带有扫描线圈的电磁透镜后，电子束以光栅状扫描的方式逐点轰击样品表面，同时激发出不同深度的电子信号。此时电子信号会被样品上方不同信号接收器的探头接收，通过放大器同步传送到电脑显示屏，形成实时的成像记录，达到对物质微观形貌表征的目的。

扫描电子显微镜根据电子枪种类可分为场发射、钨丝枪和六硼化镧三种。场发射扫描电子显微镜（FESEM）具有超高分辨率且能做各种固态样品表面形貌的二次电子像、反射电子像观察及图像处理的特点。该仪器利用二次电子成像原理，在镀膜或不镀膜的基础上，低电压下通过在纳米尺度上观察待测样品，获得忠实原貌、立体感极强的样品表面超微形貌结构信息。

本实验使用美国FEI公司生产的超高分辨率场发射扫描电子显微镜（型号为Nova NANOSEM 450）对粉尘粒子的微观形貌进行成像分析，该仪器如图3.3所示。该仪器能提供精确真实的纳米尺度信息。其智能扫描模式能避免成像假象；先进的光学和探测技术，包括沉浸模式、射束加速、透镜内TLD-SE和TLD-BSE、DBS和STEM，可实现最佳信息和图像优化选择；低真空成像3kV条件下最佳电子束分辨率为1.8nm，10kV条件下最佳电子束分辨率可达1.5nm。