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一篇文章帮你搞定电镜图：前期怎么拍+后期怎么P

中科幻彩一科学可视化大师 · 公众号 · · 2019-05-17 07:58

正文

作为一名理工科的资深搬砖工

经常在论坛里看到这样的帖子

可能每个初入科研圈的小白都有这样的疑问

摸爬滚打多年的老哥哥要科普下

扫描电子显微镜也就是SEM

（scanning electron microscope）

拍出来的的原始照片是黑白的

这些色彩鲜艳的电镜图

都是通过后期处理得到的

为了一次性解决各位关于扫描电镜的各种问题

我们准备了这篇干货

前期怎么拍 + 后期怎么P

一步到位帮你解决电镜图的各种疑难杂症

Tips：文末附赠扫描电子显微镜培训PPT（内部资料）

电镜图的拍摄

一

扫描电镜的优点

☑ 高分辨率。现代先进的场发射扫描电镜的分辨率已经达到1nm，钨灯丝电镜也可达到3-6nm。贝克公式表示：d=0.61/nsin，电子束波长=12.26/V0.5(伏)有较高的放大倍数(人眼分辨率/仪器分辨率)，20-20W倍之间连续可调；

☑ 有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构

☑ 试样制备简单。

☑ 配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析。

一

SEM中的三种主要信号

☑ 背散射电子：背射电子的产额随样品的原子序数增大而增加，所以背散射电子信号的强度与样品的化学组成有关，即与组成样品的各元素平均原子序数有关。背散射电子成像的衬度是由于原子序数的不同引起的，所以背散射电子一般用于区别不同的相，用来看金相试样的不同区。

☑ 二次电子：二次电子像主要是反映样品表面10nm左右的形貌特征。

☑ X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时发出的光子，各种元素具有自己的X射线特征波长，通过收集和分析可进行成分分析。

一

样品制备方式及要求

☑ 固体，表面导电（不导电的样品，要先进行镀膜处理，在表面形成一层导电膜），可以使块状或粉末状；样品在高真空中能保持稳定；

☑ 不含水分或其他易挥发物质，含水分或挥发物的样品要先进行烘干处理；

☑ 不可测磁性样品，避免观察时损坏电镜，测量前要尽心消磁处理；

☑ 样品尺寸不可超过电镜台的尺寸，高度也有一定限制；

60度倾斜断面台

普通平面电镜台

90度倾斜断面台

一

几种典型样品制备

☑ 固体样品制备，比较简单，用导电胶固定在电镜台，不导电的进行镀膜处理就可以了，一般容易制备，注意尺寸和高度就可以；

☑ 粉末状样品的制备，在电镜台上粘一层导电胶，将样品粉末撒在上面，用吸耳球把多余未粘住的粉末吹去，第二种方法是粉末制备成悬浮液滴在样品台上待溶液挥发，粉末站在导电胶上；样品制备完后，需再镀层导电膜才能在电镜中观察；

☑ 固体断面样品制备，很多人对于玻璃基底的样品制备存在问题，对于这类样品的制备，有两种方法，一是在正面边缘处用玻璃刀划下印记，再用力掰开，另一种方法是将样品悬空在样品反面划，再掰开，之所以使样品悬空的原因是防止样品表面在玻璃刀划切的过程中被摩擦破坏表面形貌。

一

形貌扫描操作步骤

电镜的操作，我们主要以日本电子JEOL JSM-7500场发射扫描电子显微镜为主，讲解电镜的操作。操作面板上有高低倍切换，放大缩小，聚焦，对比度，亮度，相散调节，以及扫描模式切换、照相、活动画面控制等功能键。

SEM整体

基本操作按键

电子枪开关

操作面板

一

操作实例演示

对于基础操作，我们一般在低倍模式下找到我们要观察的样品，然后通过高低被切换按钮进入高倍模式，通过聚焦调节画面清晰，调节的方式基本跟显微镜的方式相同，左右调节找到最清楚焦距；

通过调节自动对比度或者手动调节亮度和对比度，调节图片的亮度、对比度，得到清晰的图像。直接点击控制面板的photo按钮即可完成图像的拍摄并自动弹出保存窗口，保存即可。

一

调焦中的小技巧

Q：放大之后找不到目标，不知道是不是清楚，怎么办?

A：可能你的样品特别小在小倍数下看不见，但是放大后视野变小不确定是否有要看的东西，这时候，我们一般是找一个明显的能分辨样品表面的目标，比如上面掉落的脏东西或者表面划痕或者样品边缘，进行快速聚焦，在移动到样品表面进行更大倍数的聚焦。

Q：找到目标后，无法聚焦清楚，怎么调节焦距都无法聚焦，怎么办？

A：要考虑是否是相散问题造成图像不清楚（如下图）。无论是否存在相散问题，调焦的过程中都是一个位置是相对左右最清楚的，我们都用过光学显微镜，都比较有经验，调焦过程是左右调的，总有一个位置是比较清楚的。将焦调好后，再调节xy方向的相散，方法跟调焦过程相同，建议初学者先调节XY中的一个，清楚之后，再调另一个。XY调完之后，在调节一下焦距，使画面调制最清晰状态。调节画面亮度对比度。就OK了。