新型工業(yè)掃描電鏡（SEM）的特色突破

工業(yè)掃描電鏡作為微觀世界“眼見(jiàn)為實(shí)”的儀器，在近二十年發(fā)展歷程中性能逐步提高，卻仍有空間進(jìn)行0到1的原創(chuàng)革新。 工業(yè)電鏡為我國(guó)新型產(chǎn)業(yè)從“跟跑、并跑”跨越到“領(lǐng)跑”提供工具，起到舉足輕重的作用。

本文簡(jiǎn)介新型工業(yè)掃描電鏡（SEM）的性能指標(biāo)、功能特點(diǎn)和典型應(yīng)用舉例，著重描述從整體設(shè)計(jì)到關(guān)鍵部件、從指導(dǎo)理念到制造層面的特色創(chuàng)新。

超高速、分辨率和適用性是現(xiàn)代電鏡的三大要素。國(guó)產(chǎn)工業(yè)掃描電鏡成像速率實(shí)現(xiàn)單通道100M像素/秒。二次電子（SE）和背散射電子（BSE）同步成像，可達(dá)2x100M像素/秒。 攝像能力達(dá)2x200幀/秒@512x512， 或2x60幀/秒@1024x1024， 兩倍于視頻高清成像。 電鏡不僅可在1.2秒內(nèi)雙通道大范圍快速生成高清圖像， 還可觀測(cè)捕捉樣本動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

國(guó)產(chǎn)工業(yè)掃描電鏡的主要性能參數(shù)列表如下：

表一  國(guó)產(chǎn)工業(yè)掃描電鏡的主要性能指標(biāo)

圖一展示的是兩臺(tái)電鏡在同等條件下背散射信號(hào)（BSE）對(duì)果蠅腦神經(jīng)細(xì)胞切片掃描生成的圖像， 側(cè)重對(duì)成像速率作一比較。 在保證二者都能觀測(cè)到該生物組織清晰圖像的情況下，右圖為某國(guó)外知名品牌掃描電鏡的圖像，采集8000像素X6000像素的超高清圖像，成像時(shí)間為43500ms (890ns/pixel), 束流1.5nA。 左圖為國(guó)產(chǎn)工業(yè)掃描電鏡對(duì)同樣樣品采集的8000像素X8000像素超高清圖像，成像速度412ms (6.13ns/pixel), 束流1.5nA。國(guó)產(chǎn)工業(yè)電鏡快了一百倍。

圖一  同等條件下不同SEM對(duì)某一生物組織掃描成像速率比較