发布时间：2025-12-26 热度：2

扫描电子显微镜（SEM）在微观成像领域中占据重要位置，其中二次电子成像是最常用、最具代表性的成像方式之一。SEM 利用二次电子获取样品表面信息，并将微小结构以高对比度图像形式呈现出来，使样品形貌特征更加直观。理解二次电子成像的基本机制，有助于准确认识 SEM 图像的形成过程及其表现特征。

一、二次电子的产生基础

在 SEM 工作过程中，高能电子束被聚焦并扫描样品表面。当入射电子与样品原子发生非弹性相互作用时，样品表层的电子获得能量并逸出，这些被激发并逃离样品表面的低能电子被称为二次电子。由于二次电子的能量较低，其产生区域主要集中在样品最外层，因此对表面结构变化具有较高敏感性。样品表面的微小起伏、边缘形态以及局部倾斜状态，都会直接影响二次电子的逸出数量和方向，为成像提供基础信号来源。

二、二次电子信号与形貌对比形成

二次电子成像能够清晰呈现样品形貌，依赖于信号变化与结构特征之间的对应关系。

1、当电子束扫描到样品表面凸起或边缘位置时，二次电子更容易逸出并被探测器接收，信号增强后在图像中表现为较亮区域。

2、当电子束作用于凹陷或平坦区域时，部分二次电子会被表面吸收或散射，探测信号相对减弱，在图像中呈现为较暗区域。

这种亮暗差异使样品表面的立体轮廓得以清晰展现，从而形成具有层次感的形貌图像。

三、成像系统对二次电子的采集与显示

SEM 中的二次电子探测器通常布置在样品附近，用于高效收集逸出的二次电子信号。探测器将接收到的电子信号转化为电信号，并与电子束扫描位置保持同步。计算系统根据这些信号强度信息，对图像像素进行逐点赋值，最终重构出完整的二维形貌图像。通过调节工作条件，二次电子成像能够在不同放大倍率下稳定呈现样品表面细节，使微观结构清晰可辨。

SEM 利用二次电子成像机制，通过电子束激发、表面信号收集以及图像重构，实现了对样品表面微观形貌的精细呈现。这一成像方式为材料表面观察和结构识别提供了直观而可靠的技术手段。

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