走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)とは電子顕微鏡の一種で、タングステンフィラメント等から照射される電子線を試料表面に走査させ、資料から放出される2次電子、反射電子、透過電子、X線、カソードルミネッセンス(蛍光)等の信号を画像化する顕微鏡である。一般的には信号強度の大きい2 次電子を検出することで像を得る。図1はSEMの概念図である。

走査型電子顕微鏡の概念図

図1:走査型電子顕微鏡の概念図

電子は低NAでも小さく絞ることができるので、大きな焦点深度と高い分解能を実現しており、微細構造観察では最も一般的に使用される。分解能は電子銃の種類にもよるが5nm以下である。

観察対象物が絶縁体の場合は電子線の照射とともに試料に電荷がたまりコントラストが低下するので、必要に応じ試料表面を薄い金属膜で覆うか試料と試料台を電気的に導通があるようにして試料台を通してアースし観察を行う。

電子プローブ微小分析

電子プローブ微小分析( Electron Probe Micro Analyzer:EPMA)は電子線照射によって発生する特定X線を検出することで、試料表面の構成元素の同定と各構成元素の比率を分析する装置である。走査型電子顕微鏡のオプション機能として用いられる。特定X 線の検出には波長分散型分光器(Wavelength Dispersive Spectrometer: WDS)、またはエネルギー分散型分光器(Energy Dispersive Spectrometer: EDS)が用いられる。

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