扫描电镜展望

　　扫描电镜是一种超高速、高分辨、全自动、快速成像、场发射电子显微分析设备，在IT行业计算机、半导体、互联网、移动通讯、人工智能发展神速。对促进我国产业发展有着重要意义和实用价值。

扫描电镜的Zxin发展

　　近代扫描电镜的发展主要是在二次电子成像分辨率上取得了较大的进展，但对不导电或导电性能不太好的样品还需喷金后才能达到理想的图像分辨率。现在的发展方向是：要尽量保持试样的原始表面，在不做任何处理的条件下进行分析。目前，普遍为大家所接受的是低真空和低电压扫描电镜。

　　Z近几年又出现了模拟环境工作方式的扫描电镜，如高温样品台，低温样品台，动态拉伸台，水汽样品台等，这就是现代扫描电镜领域出现的新名词“环扫”，即环境扫描电镜。

　　1、低电压扫描电镜

　　在扫描电镜中，低电压是指电子束流加速电压在1kV左右。此时，对未经导电处理的非导体试样其充电效应可以减小，电子对试样的辐照损伤小，且二次电子的信息产额高，成像信息对表面状态更加敏感，边沿效应更加明显，能够适应半导体和非导体分析工作的需要，但成像分辨率尚有提高空间。

　　2、低真空扫描电镜

　　低真空为是为了解决不导电试样分析的另一种工作模式。其关键技术是采用了一级压差光栏，实现了两级真空。发射电子束的电子室和使电子束聚焦的镜筒必须置于清洁的高真空状态，而样品室可处于低真空状态。当聚焦的电子束进进低真空样品室后，与残余的空气分子碰撞并将其电离，这些离化带有正电的气体分子在一个附加电场的作用下向充电的样品表面运动，与样品表面充电的电子中和，这样就消除了非导体表面的充电现象，从而实现了对非导体样品自然状态的直接观察

　　3、环境扫描电镜

　　在低真空扫描电镜样品室Zgao低真空压力为400Pa，部分厂家可使样品室的低真空压力达到2600Pa，也就是样品室可容纳分子更多，在这种状态下，可配置水瓶向样品室输送水蒸气或输送混合气体，若跟高温或低温样品台联合使用则可模拟样品的四周环境，结合扫描电镜观察，可得到环境条件下试样的变化情况。

扫描电镜发展趋势

　　近年来面向应用的扫描电镜市场悄然而起，发展趋势体现在以下诸多方面：

　　1、客户定制化：

　　量身定制的专用化、GX能、多用途扫描电镜受到工业界青睐。使用者关心扫描电镜的四个基本要素：成像速度、分辨率、分析能力和适用性。扫描电镜的应用并不局限于科研实验，更多体现在工程上的可行性。

　　2、产品国产化：

　　经过十多年的技术沉淀积累，比国外同档产品快百倍的商用化扫描电镜正在推向市场。从ZG制造走向ZG创造，是国内扫描电镜人必经之路。国外产品垄断市场的局面或许从工业扫描电镜率先打开缺口。

　　3、市场细分化：

　　按照行业类型细分，从传统的通用机型向专用领域特定机型发展。例如，在生命科学领域观察大面积生物切片的低能扫描电镜、半导体领域晶圆片质量检测的专用扫描电镜、材料制造领域的颗粒度分析扫描电镜、空气环境质量监测和成分分析扫描电镜等，各具特色。

　　4、信息一体化：

　　在普通扫描电镜系统上集成多种探测设备，建立多元信息共享综合分析平台。例如，引入聚焦离子束(FIB)系统，与不同类别的光学显微镜构成光电联合分析平台。又如集成X射线能谱仪(EDS)、波谱仪(WDS)、电子背散衍射(EBSD)分析探头、拉曼光谱分析仪、扫描透射电子显微镜(STEM)探测器，构成融合多种探测手段的平台系统。

　　5、成像高速化：

　　传统扫描电子束显微镜的一大瓶颈是速度不够快，源于在单位时间内产生的信息有限。而大面积数据采集和成像是要求在短时间内产生海量数据。例如，生物神经切片图像采集、半导体失效性分析等领域均需要扫描电镜实现高通量化。从而，多束扫描电镜和单束高通量扫描电镜成为扫描电镜领域的研究热点。

　　6、检测原位化：

　　各个研究领域的发展要求扫描电镜能观察更多类型样品，还希望是在原位条件下观察样品。各种原位样品台或样品杆可使扫描电镜能在原位电学、原位加热、原位液相和气相、原位受力等条件下分析样品。低能扫描电镜(LV-SEM)可以观察非导电型样品而无需镀金。环境扫描电镜(E-SEM)可在低真空或近大气环境下观察含水含气样品。

　　7、调试自动化：

　　免除调试是所有扫描电镜人的呼声。也许令人难以置信，有的国外知名品牌扫描电镜在用户场地安装后竟然需要花两个月时间来调试，难怪叫人望而却步。因此，摆脱繁杂的人工调整，提高使用效率，实现无人值守、自动换样连续工作，降低维护成本，是设计到制造的首要任务。

　　8、驱动智能化：

　　随着海量数据的采集和成像，智能技术驱动的扫描电镜，与行业的自定义数据处理和模式识别软件相结合，可构成专业定制、界面友好的智能交互系统，快速极ng准地形成期待的结果模型。

　　9、应用普及化：

　　随着人们认识的改观，扫描电镜不再是锁在实验室的神器，而是可以走进每所高校每个企业的通用装备。精细程度从微米级到纳米级，成像速度从几十秒到毫秒，操作从人工到自动，自然打开了扫描电镜的禁区，降低了使用门槛。扫描电镜的普及可谓是一场惠民工程。