当你第一次用扫描电镜（SEM）的时候，你也许会怀疑自己究竟能够得到怎样的影像，也许会为如何保证影像质量而纠结。事实上，只要掌握适当的样品制备技巧就能很容易地提高图像的质量。
首先扫描电镜的工作要求真空条件对试样的影响较大。如试样表面松散颗粒脱落、液体立即挥发、易破损物料脱气等。
图1. 苍蝇复眼的扫描电镜图像
您会发现对苍蝇很容易成像，但是要对苍蝇的幼虫成像，很可能会导致电镜中污渍飞溅。幼虫可以看作小的液体囊，如果内部水分蒸发，内部压力就会导致其皮肤崩塌甚至会发生爆炸。那么，气体和颗粒就会进入电子镜筒，并永久损害图像质量。
使用扫描电镜对水分含量高的样品成像，以下几点至关重要：
在低真空下成像
冻结样品
烘干样品
图2. -25°C 下苹果的扫描电镜图像
除真空度外，你还要考虑试样表面电荷累积所产生的效应，这会使试样表面呈现亮区，进而掩盖了全部细节，而这往往存在于聚合物及不导电材料之中。
我们再次强调样品制备对得到高质量图像至关重要。
用扫描电镜给不导电的样品进行成像的时候我们要:
用金属胶带将试样接地并且对胶带的近区进行成像；
采用金等导电镀膜材料对试样表面进行溅射镀膜
实现了低真空中的成像。
图3. 不导电羊毛样品的扫描电镜图像
要获得优质的扫描电镜图像，样品制备至关重要。花些时间学习不同类型样品的制备技巧，您就可以确保始终获得最佳的图像结果。
1、溅射镀膜技术对扫描电镜图像质量的影响
扫描电子显微镜（SEM）具有广泛的应用前景，几乎不需要样品制备就可以提供各种样品的纳米级信息。但有时为了利用扫描电镜得到高质量的影像，首先要对试样溅射镀膜。
扫描电镜可对陶瓷，金属，合金，半导体，高分子和生物样品等多种样品进行成像。但是，有些类型的样品成像并不那么容易，需要额外的样品制备才能得到高质量的图像，包括在样品表面镀上一层厚度约10纳米（nm）的导电材料，比如金、银、铂或铬等。
2、何时需要溅射镀膜?
1.束敏感样品：
主要是指含塑料材料在内的生物样品及其他门类。扫描电镜电子束具有较高能量，当它和试样相互作用后，其中一部分主要是以热能方式作用于试样。若试样采用电子束灵敏材料制作，则该相互作用将损伤局部乃至全部试样结构。本案采用非电子束敏感材料溅射镀膜可作为保护层，避免对试样的损伤。
2.不导电材料：
因其不导电的特性，其表面起到了电子陷阱的作用，导致电子在样品表面积聚，也就是“荷电”现象，因此在样品表面形成极白的区域，影响成像效果。使用溅射镀膜技术，将导电材料作为导电通道，可移除表面积聚的电子。
（左图）不导电样品上的荷电效应
（右图）该样品表面溅射10nm金膜后的背散射电子图像
3、溅射镀膜的缺点
样品的溅射镀膜也存在一些弊端。首先，需要额外的时间和精力来确定最佳镀膜参数。最重要的是，镀膜后样品表面不再是原始材料，而是镀膜材料，因此会丢失原子序数衬度信息。在某些极端情况下，该技术可能会造成样品表面形貌失真或呈现虚假成分信息。
然而大多数情况下，只要谨慎选择镀膜参数，就能避免这些问题，获得清晰高质的图像。
4、溅射镀膜使用材料
以往应用最为广泛的溅射镀膜材料为金，由于它具有导电率高和晶粒尺寸比较细小等特点，有利于高分辨率图像的形成。扫描电镜用户在进行能谱分析时，由于碳的X射线峰值不会与其他元素的峰值相冲突，所以通常对样品进行镀碳处理。
当今，钨，铱，铬等镀膜材料由于粒度较细，能够满足超高分辨率成像的要求，铂，钯，银等镀膜材料具有可逆性优势。
为得到扫描电镜最佳成像，有些种类试样需另外制备试样。在加工束敏感样品及不导电样品过程中，采用溅射镀膜技术将有助于得到高质量扫描电镜图像。
5、背散射电子对扫描电子显微镜的成像作用
与光学显微镜不同，扫描电子显微镜（SEM）利用电子而不是光线生成所研究样品的图像。为了理解扫描电镜的工作原理，我们必须了解背散射电子（BSEs）。
背散射电子是高能电子，可用于获取样品各元素分布的高分辨率图像。
为了描述背散射电子是如何发挥作用的，可以假设围绕地球旋转的小行星不受万有引力作用发生偏移回到太空。同样，当样品被原子轰击时，一些带负电的电子不受带正电的原子核吸引，被反射或“背散射”出样品。
背散射电子对扫描电子显微镜的成像作用
背散射电子的产生随元素质量的不同而不同。一般来说，较重的元素其原子核更大，对入射电子的偏转作用比较轻的元素更强烈。因此，与较轻的元素（如硅，其原子序数Z=14）相比，较重的元素（如银，其原子序数Z=47）在扫描电镜成像中显得更亮，因为更多的背散射电子从样品表面射出。
扫描电镜下的太阳能电池成像，与较轻元素硅相比，较重元素银显得更亮。
通常将探测器直接置于样品上方检测背散射电子，这种探测器由半导体材料构成（通常是硅）。撞击探测器的背散射电子激发硅电子，形成电子空穴对。半导体探测器只对高能电子敏感，因此可用于检测背散射电子。
背散射电子所形成的自由电子与电子空穴对能在重新组合之前就分开而形成电流。这一电流可由电子电路测量并最终转换成有关样品元素的高分辨图像。
背散射电子图像的质量可随研究者的对象任意调整。如采用较高加速电压将使电子穿透深度加大，从而使试样表面薄膜层不易被观测到。研究人员要想对试样表面薄膜层进行研究，需要采用加速电压更小的入射电子束。
5kV 和15kV加速电压下锡球样品的及其上的碳泥片背散射电子成像。
碳泥片颜色较深，加速电压为15kV时不易观测。
利用背散射电子可以得到样品元素高分辨率图像。通过对背散射电子工作原理及操纵变量的明确理解，使用者可获得高分辨率图像来进行研究需要。
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