电子显微学中的辩证法 扫描电镜的操作与分析

本书以自然辩证法的三大规律为指导思想来论述扫描电镜的基本原理，通过充分且翔实的实例向读者介绍扫描电镜的基本操作规程、测试条件的合理选择、疑难问题的成因和合适的应对策略。此外，本书还就测试过程中出现的各种表象，通过改变测试条件，对其进行细致且深入的分析，帮助读者系统地认识扫描电镜，正确掌握扫描电镜的操作技巧和分析问题、解决问题的方法。
本书在理论探讨上力求简单明了，在实战操作上做到翔实充分，适合各大院校、科研院所相关专业的学生，相关企业的研发人员，以及扫描电镜领域的从业人员参考阅读。

林中清
1987年入职安徽大学现代实验技术中心，从事扫描电镜管理及测试工作。1989年开始管理中科院上海光学精密机械研究所的DX-10扫描电镜，2009年开始管理日立S-4800冷场发射扫描电镜。
长期的扫描电镜操作经历，让他逐渐形成对扫描电镜的新认识，建立起特有的理论体系，并在大量的实践中，发现新的测试现象。此外，他还能够对复杂样品的测试提供相应的解决方案，逐步在业界建立起声望。
2011年在利用Photoshop对扫描电镜图片进行伪彩处理方面取得一些成绩，他的显微摄影作品分别被《中国卫生影像》《科学画报》《中国国家地理》等杂志收录，并在显微摄影大赛中多次获奖。

李文雄
2005年进入电子显微镜行业，曾任职于基恩士，后担任蔡司显微镜华南区经理，与中山大学、华南理工大学、厦门大学建立了良好的合作关系。现任日立科学仪器（北京）有限公司北京办事处总经理。从业以来，努力将碎片化的管理经验进行系统化梳理，现就读于中国人民大学商学院EMBA，担任中国人民大学商学院EMBA北京校友会副秘书长。

张希文
2012年加入日立高新先端分析装置部，负责日立电子显微镜的售后服务工作，并于同年被派往日立电子显微镜生产工厂学习。先后负责日立电子显微镜的售后、售前技术支持工作。任职期间为国内电镜从业者提供多次现场培训，帮助从业者提升专业知识，并获得多种产品的维修技术认证。此外，还开拓了聚焦离子束电镜等新型号产品的市场，并获得公司本部长奖项。

·作者林中清老师在电子显微镜业内具有一定的声望，其在利用PHOTOSHOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面具有突破创新，电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在显微摄影大赛中多次获奖。
·本书内容创新性高，将作者从业30余年来的电镜操作经验汇集成理论。
·本书内容实用性强，适合需要操作扫描电镜的读者参考学习。
·本书图片丰富，收录近500幅电镜照片进行对比来展示相关操作的结果，同时还收录大量伪彩照片供读者欣赏。

第 1 章　扫描电镜的定义及其工作原理 1
1．1　扫描电镜的定义 1
1．1．1　显微镜与电子显微镜 1
1．1．2　扫描电镜与透射电镜 2
1．2　扫描电镜的组成及其工作原理 5
1．2．1　扫描电镜的结构及功能 6
1．2．2　扫描电镜的工作原理 27
第 2 章　扫描电镜的相关理论知识 29
2．1 扫描电镜的信息源 29
2．1．1　物质的组成 30
2．1．2　高能电子束对样品信息的激发 32
2．2 放大倍率 40
2．3 分辨力 42
2．4 扫描电镜的图像衬度和表面形貌像的形成 46
2．4．1　形貌衬度 47
2．4．2　二次电子衬度和边缘效应 58
2．4．3　电位衬度 62
2．4．4　Z 衬度 65
2．4．5　晶粒取向衬度 69
2．5　扫描电镜图像的清晰度和辨析度 71
2．5．1　图像衬度与清晰度的关系 73
2．5．2　图像的放大倍率与辨析度的关系 75
2．5．3　图像的放大倍率与清晰度的关系 75
2．5．4　图像辨析度与清晰度的辩证关系 77
2．5．5　实例的展示及探讨 79
2．5．6　总结 86
第 3 章　扫描电镜测试面临的几个问题 89
3．1　样品的荷电现象 89
3．1．1　荷电现象的成因 91
3．1．2　荷电现象的 3 种表现形式 94
3．1．3　加速电压和束流强度对样品荷电现象的影响 99
3．1．4　如何应对样品的荷电现象 105
3．1．5　总结 114
3．2　样品热损伤的成因及应对方法 116
3．2．1　样品热损伤的成因 116
3．2．2　如何应对样品热损伤 120
3．3　磁性材料的测试方案 123
3．3．1　什么是磁性材料 124
3．3．2　电磁透镜对各种磁性材料的影响 126
3．3．3　如何判断样品的磁特性 128
3．3．4　如何对磁性较强的样品进行测试 129
3．3．5　使用半内透镜物镜测试磁性样品的实例 130
3．3．6　总结 131
3．4　碳污染及其应对 133
3．4．1　碳污染的成因 133
3．4．2　碳污染的应对 134
第 4 章　扫描电镜的操作要领及测试条件的选择 139
4．1　扫描电镜的操作要领 139
4．1．1　对中 139
4．1．2　消像散 141
4．1．3　对焦 142
4．1．4　调整亮度和对比度 142
4．1．5　调整位置的选择 144
4．2　扫描电镜工作距离和探头的选择 145
4．2．1　工作距离和探头的选择与形貌衬度的形成 146
4．2．2　不同工作距离与探头组合的优缺点 160
4．2．3　不同工作距离与探头组合的成像结果对比 161
4．3　扫描电镜的加速电压与束流强度的选择 175
4．3．1　加速电压与分辨力的关系 176
4．3．2　加速电压与样品中信息分布的关系 178
4．3．3　加速电压对形貌像荷电现象的影响 181
4．3．4　束流强度的选择 182
4．3．5　电子枪本征亮度对加速电压和束流强度选择的影响 186
附录　本书中与扫描电镜相关的概念及其说明 189
后记193