工作环境、大样品仓、大探针电流、电镜微型化等。电子显微表征技术的主要发展方向有高通量快速表征、显微表征原位化、样品结构信息采集三维化、电镜功能集成一体化等。
关键词： 电子显微技术与表征技术 低加速电压与高分辨率 高通量快速表征 表征原位化 功能一体化
中图分类号：TN16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0099-05
Abstract：Scanning electron microscopy （SEM） is a powerful tool for studying the microstructure of materials. The development of electron microscopy and characterization technology has further promoted the application of SEM in various fields of materials. With the differentiation of research directions in various fields and the differentiation of application demands， scanning electron microscopy and characterization technology have shown a trend of differentiated development， which greatly eiches the category of commercialized SEM products.The main development direction of scanning electron microscopy is miniaturization of high resolution， low acceleration voltage， low vacuum working environment， large sample chamber， large probe current electron and Electron microscopy miniaturization， etc. The main development directions of Electron microscopic characterization techniques include rapid characterization with high flux， in-situ characterization of microscopy， three-dimensional collection of sample structure information， and integration of electron microscopy functions.
Key Words：Electron microscopy and characterization techniques; Low acceleration voltage and high resolution; High throughput rapid characterization; In situ characterization; Functional integration
自1965年剑桥大学推出第一台商品化扫描电子显微镜（scanning electron microscope SEM）以来，扫描电子显微镜备受世界各国家科学家的重视[1];在近60年电子光学和传感器技术发展的支持下，扫描电子显微技术、表征技术及其应用领域得到极大的提高和扩展。扫描电镜及相关技术的发展与应用，极大地推进了冶金与新材料、物理与化学、生物与医学、半导体与微电子等高科技行业的发展[2-6]。2017年诺贝尔化学奖授予三位冷冻电镜科学家，这使电子显微技术及表征技术受到世人空前关注。2018年商品化的场发射扫描电镜分辨率最高达到0.7nm，为获得更微小空间尺寸的真实信息提供了支持。随着各领域与研究方向的细分化和应用需求的差异化，扫描电子显微技术、表征技术以及样品制备技术出现了差异化发展趋势，这极大促进了商品化SEM的差异化发展，丰富了产品类别。
1 扫描电子显微技术发展趋势
1.1 高分辨率
高分辨率是电子显微镜明显优于光学显微镜的一大特点，常规的热钨灯丝扫描电子显微镜，分辨率最高只能达到 3.0nm;常规场发射枪扫描电子显微镜，分辨率可以优于1.0nm，新一代商品化大束流超高分辨率扫描电镜达到0.7nm，见表1所示。目前超高分辨率扫描电镜分辨率高达0.4nm，如日立高新超SU9000高分辨率场发射扫描电子显微镜。扫描电镜高分辨率基于以下技术。