3.3.2 掃描電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）是一種用于高分辨率微區形貌分析的大型精密儀器，可同時獲得待測樣品形貌、結構、成分和結晶學信息等，被廣泛應用于生命科學、物理學、化學、地球科學、材料學以及工業生產等領域的微觀研究。

掃描電子顯微鏡電子槍發射出的電子束經過聚焦后匯聚成點光源，點光源在加速電壓下形成高能電子束，經由兩個電磁透鏡被聚焦成直徑微小的光點，在透過最后一級帶有掃描線圈的電磁透鏡后，電子束以光柵狀掃描的方式逐點轟擊樣品表面，同時激發出不同深度的電子信號。此時電子信號會被樣品上方不同信號接收器的探頭接收，通過放大器同步傳送到電腦顯示屏，形成實時的成像記錄，達到對物質微觀形貌表征的目的。

掃描電子顯微鏡根據電子槍種類可分為場發射、鎢絲槍和六硼化鑭三種。場發射掃描電子顯微鏡（FESEM）具有超高分辨率且能做各種固態樣品表面形貌的二次電子像、反射電子像觀察及圖像處理的特點。該儀器利用二次電子成像原理，在鍍膜或不鍍膜的基礎上，低電壓下通過在納米尺度上觀察待測樣品，獲得忠實原貌、立體感極強的樣品表面超微形貌結構信息。

本實驗使用美國FEI公司生產的超高分辨率場發射掃描電子顯微鏡（型號為Nova NANOSEM 450）對粉塵粒子的微觀形貌進行成像分析，該儀器如圖3.3所示。該儀器能提供精確真實的納米尺度信息。其智能掃描模式能避免成像假象；先進的光學和探測技術，包括沉浸模式、射束加速、透鏡內TLD-SE和TLD-BSE、DBS和STEM，可實現最佳信息和圖像優化選擇；低真空成像3kV條件下最佳電子束分辨率為1.8nm，10kV條件下最佳電子束分辨率可達1.5nm。