掃描電鏡是一種高端的電子光學(xué)儀器，廣泛用于材料、生物、醫(yī)學(xué)、冶金、化學(xué)和半導(dǎo)體等研究領(lǐng)域。它主要利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)。掃描電鏡在科研工作和工業(yè)部門里發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用，材料微觀結(jié)構(gòu)的觀測離不開這一“微觀相機”。

掃描電鏡應(yīng)用前景

　　1、用于生命科學(xué)的腦科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)高通量測繪

　　腦連接組圖譜可謂Z復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)之一。大面積3D腦神經(jīng)圖譜繪制是生命科學(xué)研究重要一環(huán)。通常將微小動物的腦切成2D切片，置于掃描電鏡中進行觀察，生成一系列2D的圖像數(shù)據(jù)后，繪制成3D神經(jīng)圖譜。解決快速獲取海量級的掃描電鏡圖像數(shù)據(jù)是關(guān)鍵的一環(huán)。

　　高通量三維重構(gòu)掃描電鏡技術(shù)與超薄自動序列切片機相配合，問題迎刃而解。生物切片超高速掃描電鏡三維影像系統(tǒng)，應(yīng)運而生。GX率地收集獲取生物微觀結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)，結(jié)合智能分析，造就生物腦神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)，可為解析腦結(jié)構(gòu)和功能奠定基礎(chǔ)。

　　2、為材料基因組高通量材料制備與表征技術(shù)服務(wù)

　　全國首屆材料基因組高峰論壇剛在廣州落下帷幕。材料基因組研究目的是將先進材料的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、制造和使用速度有大幅提高，這就要進行大量的材料實驗?！安牧细咄繉嶒灐笔窃诙虝r間內(nèi)完成大量樣品的制備與表征。核心是將傳統(tǒng)材料研究中采用的順序迭代方法改為并行處理，從量變到質(zhì)變。

　　高通量掃描電鏡可成為材料試驗獲取海量數(shù)據(jù)和快速分析的有效工具。高通量實驗為材料模擬計算提供海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，充實材料數(shù)據(jù)庫。同時，為材料模擬計算的結(jié)果提供驗證，優(yōu)化計算模型，加速材料的篩選和優(yōu)化。高速X射線能譜分析儀(EDS)等探頭與掃描電鏡一體化結(jié)合，更利于提高觀測和分析材料的速度，有助于縮短材料創(chuàng)新周期，降低材料研制成本。

　　3、用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的分子腫瘤學(xué)研究

　　超高速掃描電鏡的應(yīng)用有望推動腫瘤形態(tài)學(xué)的進展，并對功能研究也會有一定的支撐作用。分子腫瘤學(xué)研究借助于高通量檢測成像速率快，分辨率高的特點，加上支持大平面樣本拍攝，過程自動化，可為智能分析乃至建立醫(yī)學(xué)圖像庫創(chuàng)造條件。

　　圍繞“腫瘤轉(zhuǎn)移過程的超微3D結(jié)構(gòu)重建與分析”ZT，掃描電鏡可探索到更多未知現(xiàn)象，如超微結(jié)構(gòu)特征分析、分子定位微位移分析、分子相互作用分析等。進而可實現(xiàn)對腫瘤發(fā)生與進展過程中關(guān)鍵生物學(xué)步驟的動態(tài)高分辨率組織結(jié)構(gòu)成像與3D立體重構(gòu)，對特征性腫瘤細胞或亞細胞結(jié)構(gòu)的超微立體結(jié)構(gòu)重建。通過觀測細胞超微結(jié)構(gòu)變化，無疑有助于判斷腫瘤代謝、增殖、運動等功能的改變。

掃描電鏡發(fā)展趨勢

　　1、市場細分化：

　　按照行業(yè)類型細分，從傳統(tǒng)的通用機型向?qū)Ｓ妙I(lǐng)域特定機型發(fā)展。例如，在生命科學(xué)領(lǐng)域觀察大面積生物切片的低能掃描電鏡、半導(dǎo)體領(lǐng)域晶圓片質(zhì)量檢測的專用掃描電鏡、材料制造領(lǐng)域的顆粒度分析掃描電鏡、空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和成分分析掃描電鏡等，各具特色。

　　2、信息一體化：

　　在普通掃描電鏡系統(tǒng)上集成多種探測設(shè)備，建立多元信息共享綜合分析平臺。例如，引入聚焦離子束(FIB)系統(tǒng)，與不同類別的光學(xué)顯微鏡構(gòu)成光電聯(lián)合分析平臺。又如集成X射線能譜儀(EDS)、波譜儀(WDS)、電子背散衍射(EBSD)分析探頭、拉曼光譜分析儀、掃描透射電子顯微鏡(STEM)探測器，構(gòu)成融合多種探測手段的平臺系統(tǒng)。

　　3、成像高速化：

　　傳統(tǒng)掃描電子束顯微鏡的一大瓶頸是速度不夠快，源于在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的信息有限。而大面積數(shù)據(jù)采集和成像是要求在短時間內(nèi)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。例如，生物神經(jīng)切片圖像采集、半導(dǎo)體失效性分析等領(lǐng)域均需要掃描電鏡實現(xiàn)高通量化。從而，多束掃描電鏡和單束高通量掃描電鏡成為掃描電鏡領(lǐng)域的研究熱點。

　　4、調(diào)試自動化：

　　免除調(diào)試是所有掃描電鏡人的呼聲。也許令人難以置信，有的國外知名品牌掃描電鏡在用戶場地安裝后竟然需要花兩個月時間來調(diào)試，叫人望而卻步。因此，擺脫繁雜的人工調(diào)整，提高使用效率，實現(xiàn)無人值守、自動換樣連續(xù)工作，降低維護成本，是設(shè)計到制造的首要任務(wù)。

　　5、驅(qū)動智能化：

　　隨著海量數(shù)據(jù)的采集和成像，智能技術(shù)驅(qū)動的掃描電鏡，與行業(yè)的自定義數(shù)據(jù)處理和模式識別軟件相結(jié)合，可構(gòu)成專業(yè)定制、界面友好的智能交互系統(tǒng)，快速極ng準地形成期待的結(jié)果模型。

　　6、應(yīng)用普及化：

　　隨著人們認識的改觀，掃描電鏡不再是鎖在實驗室的神器，而是可以走進每所高校每個企業(yè)的通用裝備。精細程度從微米級到納米級，成像速度從幾十秒到毫秒，操作從人工到自動，自然打開了掃描電鏡的禁區(qū)，降低了使用門檻。掃描電鏡的普及可謂是一場惠民工程。