扫描电子显微镜（SEM）是利用二次电子和背散射电子信号，通过真空系统、电子束系统和成像系统获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等的一种分析仪器，随着科学技术水平的提高，其放大倍数可达几十万倍，分辨率可达纳米级别，是形貌和成分分析领域极其重要的一种工具。
扫描电子显微镜是一种多功能的仪器，具有很多优越的性能，是用途最为广泛的一种仪器，例如：
(1)观察纳米材料的形貌，对纳米材料的组成进行成分分析；
(2)使用扫描电镜，能够对断裂机理进行分析归类，明确断裂的类型，并且对裂纹源位置和扩展方向作出判定，明确金属材料的主要断裂机理；
(3)生物试样观察电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小，对观察某些生物试样来说意义重要；
(4)对样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件，可以利用扫描电镜观察相变、断裂等动态的变化过程。
1、 要求样品无毒、无放射性、干燥无污染、热稳定性好、耐电子束轰击；
2、 易氧化/分解/吸潮的样品需要提前与项目经理沟通，易分解样品需明确分解条件（如温度等），若样品极易分解可能不能安排测试，因为分解后产生物质可能对测试仪器造成影响；水凝胶等易吸潮样品寄样前请先确认样品暴露 4-5h 内是否会出现明显的吸潮现象，测试过程中样品吸潮会影响拍摄的同时也会对仪器造成损伤。（样品含水，湿润是不能做SEM的）
3、 粉末、液体、薄膜、块体均可。粉末10mg，块体样品直径≤1cm，厚度＜1cm，样品质量不超过200g，味道很大，易挥发的样品需提前跟项目经理联系确定是否能做，测试过程中会升华堵住光澜，损坏仪器；
4、 混凝土，珊瑚沙，气凝胶，水凝胶，木材等需要抽真空时间非常长的样品尺寸请尽可能直径≤5mm，厚度≤5mm，送样前请一定跟当地项目经理确认后再下单；
5、 需要脆断的样品，尺寸需要≥2*2cm，厚度＜0.5cm，较厚的样品建议尺寸准备大些；如果需要特殊制样的样品，比如打磨、腐蚀，下单前务必与项目经理沟通确认。
6、 矿物，树脂镶嵌类样品等需看不同相分布用背散射模式拍摄请提前说明，项目经理可根据需求合理安排实验室，某些实验室没有配有背散射探头，须注意背散分辨率没有常规二次电子探头高；
7、 导电性不好或强磁样品建议选择喷金，如果样品由于您要求不喷金而导致效果不好，测试老师可能不好安排复测；实验室常用靶材是纯金（Au）、纯铂（Pt）、金钯合金（Au/Pd），需要能谱时待测元素不能与靶材重合，对靶材有特殊需求请联系项目经理。
8、 请务必仔细检查您的样品，若发现以弱磁强磁充当非磁 或者 以强磁充当弱磁非磁，我们将可能无法安排您的实验，不承担以此造成的时间和样品损失；而且因隐瞒样品信息导致仪器损坏，可能需要您承担全部赔偿责任！
9、 块体测试如需同时拍摄表面和截面，需要分组预约，按两个样品收费，请务必标记清楚测试面。
案例1：腐蚀环境中机器人用7075铝–碳纳米管纳米复合材料的腐蚀、力学和微观结构性能研究（International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2023, 30(6): 1140-1151)
案例2：4,40-二苯基联苯磺酸钠在再生纤维素纤维上的荧光亮度分布的形态学观察（Journal of Applied Polymer Science,2010,118(4)）
1. 不导电或导电差的样品，为什么要喷金？
答：SEM成像，是通过探测器获得二次电子和背散射电子的信号。如样品不导电或导电性不好，会造成样品表面多余电子或游离粒子的累积不能及时导走，一定程度后就反复出现充电放电现象（charging)，最终影响电子信号的传递，造成图像扭曲，变形、晃动等现象，喷金后样品表面导电增强，从而避免积电现象。
2. 喷金后，对样品形貌是否有影响？
答：样品表面喷金后，只是在其表面覆盖了几个到十几个金原子层，厚度只有几个纳米到十几个纳米而已，对于看形貌来说，几乎是没有什么影响的。
3. 扫描电镜能谱点扫，线扫和mapping之间的区别？
答：能谱点扫，线扫和mapping分别是在点范围，线范围，和面范围内获得样品的元素半定量信息，线扫和mapping除此之外还能分析元素在线或面范围内的分布情况。它们的意义在于点扫可以测试材料某一位置的元素种类和含量，面扫（mapping）的意义主要在于了解材料元素的区域分布，线扫的意义在于了解材料一条线上各个点的元素含量的变化。
4. 扫描电镜和透射电镜的相似和区别？
答：制样上：二者对样品共同要求：固体，尽量干燥，尽量没有油污染，外形尺寸符合样品室大小要求。
区别是：TEM电子的穿透能力很弱，透射电镜往往使用几百千伏的高能量电子束，但依然需要把样品磨制或者离子减薄或者超薄切片到微纳米量级厚度，这是最基本要求。
SEM几乎不用制样，直接观察。大多数非导体需要制作导电膜（例如喷金），绝大多数几分钟的搞定，含水的生物样品需要固定脱水干燥。
成像上：SEM的成像时电子束不穿透样品而是扫描样品表面，TEM成像时电子束穿透样品，SEM的空间分辨率一般在XY-3-6nm,TEM空间分辨率一般可以达到0.1-0.5nm。
5. SEM-EDS与XPS测试时采样深度的差别？
答：XPS采样深度为2-10nm，EDS采样深度大约1um。
6. 扫描电镜的能谱为何不能准确定量？
答：能谱（EDS）结合扫描电镜使用，能进行材料微区元素种类与含量的分析。其工作原理是：各种元素具有自己的 X 射线特征波长，特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量 E，能谱仪就是利用不同元素 X 射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。能谱定量分析的准确性与样品的制样过程，样品的导电性，元素的含量以及元素的原子序数有关。因此，在定量分析的过程中既有一些原理上的误差（数据库及标准），我们无法消除，也有一些人为的因素产生的误差，这些元素都会导致能谱定量不准确。
7. 什么是背散射电子像？
答：背向散射电子(Backscattered Electrons)：入射电子在样品中经散射后再从上表面射出来的电子。反映样品表面不同取向、不同平均原子量的区域差别。背散射电子像的形成，就是因为样品表面上平均原子序数较大的部位而形成较亮的区域，产生较强的背散射电子信号；而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子，在荧光屏上或照片上就是较暗的区域，这样就形成原子序数衬度。
8. 电镜图像的标尺与放大倍数的关系？
答：电镜图像的标尺通常都可以设定为固定的或可变的。前者是标尺的长度不变，但代表的长度随放大倍率变化；后者是标尺长度适应不同阶段放大倍率可变，但代表的长度在一定的放大倍率范围内固定不变。因此同样的放大倍率可以有不同的标尺，但在同一输出媒介上的实际尺寸不变。改变输出方式时，放大倍率已改变（当然显示的放大倍率不会变化），测量的尺寸当然也就改变了。因此，标尺数值的大小跟放大倍数没有必然关系，具体数值大小和不同的厂商设置有关。
9. 磁性样品会对电镜有影响吗？
答：电子枪发射出的电子，一般都是由磁场汇聚，当样品含有磁性的时候很容易磁化电镜的"心脏"部件-极靴，同时容易吸附到极靴表面或光学通道上，因此磁性样品的测试可能会给电镜带来损害，承接磁性样品的检测单位也需要去承担相应的风险。
10. 我的样品磁铁吸不上来，怎么就属于磁性了？
答：以奥氏体为例，一方面我们并不完全清楚您样品的加工工艺和组成，大多数人都认为不锈钢是没有磁性的，并借助磁铁来鉴別不锈钢，这种方法很不科学，在现实生活中，首先锌合金、铜合金一般都可以仿不锈钢的外观颜色，也没有磁性，容易误认为是不锈钢，而即使是我们目前最常使用的 304 钢种，在经过冷加工后，也会出现不同程度的磁性。所以不能只凭一块磁铁来判断不锈钢的真伪。
另一方面，即便有些样品对外表现为无磁，但当本身含有磁性元素时候，在进入磁场以后获得充磁，也会表现出一定的磁性，对仪器造成损伤。
因此，保险起见，含有磁性元素的样品，我们将统一按照磁性样品来处理。
11. 每次喷金的颗粒大小会一样吗？
答：喷金颗粒的大小和靶材、样品放置的高度、时间、电流、有无保护气都有影响，无法保证一致。
12. 扫描电镜的SE和BSE模式的区别?
答：（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：相二维分布。
二次电子对形貌敏感，反映的是样品的表面形貌，立体感强；背散射电子衬度主要反映样品表面原子序数的差异，如果样品是一平整样品，则在SE像上无衬度差异，但如果存在非均匀相，则在BSE像上能有明显的相区，通常情况下，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。
13. 拍摄电压是多少？是否可以指定电压进行拍摄？
答：一般测试时会尽量选择低电压进行拍摄（常规是10kV），若对工作电压有特殊要求，请提前备注。
14. 拍摄的图片分辨率是多少？
默认图片分辨率为1024*768，分辨率影响扫描所用时间，若有其他分辨率要求，请具体说明，实验室根据具体要求调整收费。
15. EDS都能扫哪些元素？
SEM能谱一般只能测C（含C）以后的元素，（B元素也能做，但是不准，不建议做）如果需要打能谱，需要备注好测试位置以及能谱打哪些元素，需要注意的是制样时待测元素不能与基底成分有重合，如果要测C元素，样品不要分散到含C的基底上，可以分散到硅片，锡纸上，如果要测Si元素，注意不要制样到硅片上；能谱分辨率最高3W倍（500nm）左右，倍数太高效果不会很好。
