在工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域，掃描電子顯微鏡是最常見(jiàn)的研究材料微觀結(jié)構(gòu)的儀器之一。研究人員使用掃描電鏡對(duì)樣品進(jìn)行微觀形貌觀察和元素成分分析。掃描電鏡按照外形尺寸可以分為兩種，其中一種通常被稱(chēng)為落地式掃描電鏡（Floor Model SEM），另一種是桌面式掃描電鏡（Desktop SEM）。
 

  

落地式掃描電鏡的發(fā)展歷史可以追溯到電子顯微鏡的新興時(shí)代。顧名思義，它占據(jù)了大量空間—從地面延伸到大約 1.5 米的高度。隨著科技發(fā)展以及市場(chǎng)需要，一種體積小巧的小型化掃描電鏡誕生，通常也被稱(chēng)為桌面式或臺(tái)式掃描電鏡（SEM），體積縮小了將近 80%。除了外型尺寸外，落地式掃描電鏡和臺(tái)式掃描電鏡之間的區(qū)別還體現(xiàn)在探測(cè)器、易操作性、安裝環(huán)境和價(jià)格等方面。

1. 探測(cè)器

根據(jù)市場(chǎng)需求，多數(shù)用戶(hù)表示，使用掃描電鏡的主要做形貌的觀測(cè)和成分的分析。因此，臺(tái)式掃描電鏡主要聚焦兩個(gè)核心功能：用于形貌觀測(cè)（集成背散射電子探測(cè)器（BSD）和二次電子探測(cè)器（SED），以及用于成分分析（結(jié)合 EDS 能譜探測(cè)器），因此臺(tái)式掃描電鏡可以得到廣泛應(yīng)用。

落地式電鏡則可以滿(mǎn)足一些特定研究的需求，比如可以添加不同的探測(cè)器：WDS（波譜儀）、CL（陰極熒光）和 XRF（X 射線熒光光譜儀）等。

2. 易操作性

落地式掃描電鏡系統(tǒng)更為復(fù)雜，新用戶(hù)需要在短期內(nèi)掌握全新的知識(shí)。盡管全面掌握掃描電鏡系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)設(shè)定可能會(huì)有好處，但大量的選項(xiàng)也增加了操作的復(fù)雜性，這給沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。除此之外，落地式 SEM 大多需要進(jìn)行大量培訓(xùn)，因此通常需要一名專(zhuān)職技術(shù)人員來(lái)制備樣品、操作并進(jìn)行維護(hù)。

提高 SEM 的可操作性是研發(fā)桌面式 SEM 的動(dòng)機(jī)之一。簡(jiǎn)單友好的用戶(hù)界面使得用戶(hù)可以快速完成培訓(xùn)，從而降低了掃描電鏡的操作技巧要求。桌面式 SEM 操作很簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)也可以通過(guò)短時(shí)間的學(xué)習(xí)來(lái)獲取高質(zhì)量的圖像。

3. 安裝環(huán)境要求

落地式 SEM 需要占據(jù)大量的空間來(lái)容納整個(gè)電鏡系統(tǒng)，甚至需要專(zhuān)門(mén)的安裝房間，并在特定的防磁防震環(huán)境中才能正常運(yùn)行。降低安裝環(huán)境要求是研發(fā)桌面式 SEM 的另一驅(qū)動(dòng)力，小型化和專(zhuān)利防震的設(shè)計(jì)提升了系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)和電磁場(chǎng)的耐受性。臺(tái)式掃描電鏡不需要安裝在防磁防震環(huán)境中，甚至可以放置在產(chǎn)線旁、移動(dòng)車(chē)廂內(nèi)，搬運(yùn)也非常方便，節(jié)省了空間以及場(chǎng)地改造費(fèi)用，增加了使用場(chǎng)景的靈活性。

落地式 SEM 通常放置在專(zhuān)門(mén)的顯微鏡中心，并由專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行管理和操作。需要使用SEM的研究人員必須將樣品帶到中心，并尋求專(zhuān)家的幫助，以此來(lái)獲取他們需要的圖像信息。這意味著急需數(shù)據(jù)的周轉(zhuǎn)時(shí)間從幾小時(shí)到幾周不等。然而，桌面式 SEM 可以直接放置在研究人員的實(shí)驗(yàn)室里，并且也不局限于樓層限制，根據(jù)需要可以快速、及時(shí)使用。

放置于 7 樓的 Phenom Pharos G2

4. 總費(fèi)用
 

落地式 SEM 由于設(shè)備的大尺寸和復(fù)雜性，想要購(gòu)買(mǎi)落地式 SEM 的人員還必須考慮該儀器額外的花費(fèi)，包括改造安裝環(huán)境（防震防磁設(shè)備）費(fèi)用、操作維護(hù)該系統(tǒng)所需的經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家費(fèi)用。因此在大多數(shù)情況下，購(gòu)買(mǎi)并維護(hù)落地式 SEM 的成本很高。

 

購(gòu)買(mǎi)臺(tái)式 SEM 不需要額外的改造安裝環(huán)境費(fèi)用，可以快速學(xué)習(xí)并上手操作。易操作、成本低，因此對(duì)于大多數(shù)檢測(cè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是一個(gè)非常具有吸引力的選擇。

總結(jié)

這兩種類(lèi)型的掃描電子顯微鏡都能在工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域中發(fā)重要作用，但在選擇儀器時(shí)必須仔細(xì)權(quán)衡兩種類(lèi)型掃描電鏡的參數(shù)以及易操作性、安裝環(huán)境要求，時(shí)效性和總體費(fèi)用等。