SEM
5 图像解释
通过分别检测上述的各种信号，最终在显像管上形成的扫描图像与常见的透射电子显微镜及光学显微镜图像相似，扫描图像也是黑白程度不同（衬度）的 画面，但不同的是二次电子像焦深大、立体感强。正确理解图像衬度内容及形成 原因是可靠地解释扫描电镜图像的关键。扫描电镜图像衬度成因比较复杂，内容 也较丰富，有形貌因素，也有电、光、磁及元素分布等因素，还有因试样性质不 同以及在制样过程中引进的人工产物的干扰因素。与透射电镜不同，扫描电镜图 像衬度不是由透过试样的弹性散射电子，也不是将电子束从试样激发出来的信号 直接进行聚焦成像，而是利用各种检测器检测入射电子束从试样不同微区激发出 来的强度不同的电子或电磁波信号，最终在镜体外显像管上形成的。能反映试样 某种特征性质的有用信息，如表3-1所述。入射电子束与试样相互作用发出的各 种信号及其在不同微区的强度差异决定扫描电镜图像衬度，它是解释图像的依 据。下面我们重点讨论二次电子像衬度。
二次电子像衬度是入射电子束从试样表层不同部位激发的二次电子数量变 化的反映。电子束入射条件一定（加速电压、电子束流及束斑大小），二次电子 发射量与试样入射角等有密切关系。即决定于倾斜角效应，就是决定二次电子像 衬度的主要内容。
5.1 倾斜效应
电子束入射方向与试样表面成不同角度时，图像亮度，即二次电子发射量 不同。一般情况是电子束入射方向与试样表面方向一致时（垂直入射），图像亮 度最小，与表面法线成一定角度入射（倾斜入射）时，图像亮度增大。二次电子 发射量与电子束对试样表面法线夹角θ的余弦倒数（1/cosθ）成正比。任何观察试样表面都有着不同程度的起伏（凹凸），即对入射电子束呈现不同程度的倾斜，因而由各相应部位（微区）发生的二次电子量也不尽相同。在显像管上的图像将呈现与试样起伏程度相对应的亮度差异，即试样倾斜（形貌）衬度。由于二次电子能量只有几十电子伏特，在检测器正电场的作用下，从试样向各个方向发射的二次电子可全部被检测器收集。在显像管上显示的二次电子图像上对应试样表面凹凸较大的部位，具有明显的立体感，凹凸较小（精细结构）的部位也容易分辨。表面凹凸（形貌）衬度是二次电子像最重要的衬度内容。
5.2 原子序数效应
二次电子产率随元素原子序数增大而增加。在扫描图像上，试样表面原子序数小的部分的图像的亮度将比原子序数大的部分差。背散射电子发生是与元素 原子序数有着明显的依赖关系，所以图像衬度中也含有背散射电子像的衬度内 容。在观察试样二次电子像时，原子序数衬度是干扰衬度。但对于生物试样或 高分子材料，为防止试样损伤和荷电，提高二次电子发射量，改善图像质量，经 常在试样表面均匀蒸涂一层原子序数较大的重金属膜，如Au、Pt 等，变原子序 数效应的不利因素为有利因素。
5.3 边缘效应
入射电子束照射到试样边角、尖端或边缘时，二次电子可从试样侧面发出。