而掃描電鏡Apreo2在低加速電壓上做的性能優(yōu)化，非常適合陶瓷納米粉體的拍攝。以下是Apreo2鏡筒的設(shè)計(jì)示意圖及鏡筒內(nèi)信號(hào)示意圖。

圖5 Apreo2鏡筒設(shè)計(jì)示意圖及鏡筒內(nèi)信號(hào)示意圖

Apreo2設(shè)計(jì)了三位探測(cè)器（T1/T2/T3），充分利用了鏡筒內(nèi)的豐富信號(hào)。T1探測(cè)器靠近極靴的位置，可以對(duì)非導(dǎo)電、易電子束損傷有機(jī)樣品的進(jìn)行高分辨BSE成像，即使在＜3PA的束流，也能夠保持高信噪比。T2探測(cè)器可以不鍍金對(duì)非導(dǎo)電樣品的高分辨成像、而且可以在大工作距離下保持（WD=10mm）高分辨成像，WD=10mm的工作距離可以兼顧能譜的分析。T3主要針對(duì)導(dǎo)電樣品的高分辨成像，以及平整樣品的電位襯度成像。

以下是Apero2拍攝陶瓷納米粉體的案例。

納米級(jí)Al2O3粉末具有超塑性，可以制備低溫塑性氧化鋁陶瓷；也可滿足多層電容器的電子陶瓷元件的厚度要求小于10μm；也可作為極薄的透明涂料，噴涂在諸如玻璃、塑料、金屬、漆器、大理石上；也可以分散在金屬中，提高鋁的強(qiáng)度。

1931年Kister通過水解水玻璃的方法首次制備出氣凝膠.納米量級(jí)顆粒相互聚合形成的連續(xù)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，多孔非晶態(tài)。二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料可用在隔熱保溫材料、催化劑及載體、聲阻抗耦合材料等領(lǐng)域。

圖8 陶瓷納米粉體

研磨前（左圖）和研磨后（右圖）對(duì)比，研磨后的顆粒為20nm左右，可以對(duì)砂磨機(jī)的研磨效果進(jìn)行評(píng)估。

為什么說Apreo2的T1和T2探測(cè)器能夠輕松實(shí)現(xiàn)陶瓷納米粉體的高分辨觀察？

要回答這個(gè)問題前，我們要討論電荷效應(yīng)產(chǎn)生的原因及尋找E2平衡點(diǎn)的便捷性。首先，在常規(guī)的實(shí)際電鏡操作中，為消除荷電效應(yīng)，需要極大的耐心尋找 E2 值來維持電荷平衡，且不同電壓來回切換需要重新合軸和消像散，導(dǎo)致測(cè)試效率不高，因此，單純通過尋找平衡電壓來消除荷電效應(yīng)的方法存在諸多限制。第二，電荷特別容易集中在正光軸的位置，如果鏡筒內(nèi)的探測(cè)器施加偏壓，就特別容易把電荷信號(hào)一并收集過來。

圖10 電荷效應(yīng)產(chǎn)生示意圖及電荷信號(hào)發(fā)射方向示意圖（沿正光軸位置最強(qiáng)）

而T2探測(cè)器位置設(shè)計(jì)，無偏壓吸引電子信號(hào)（包括荷電效應(yīng)的電子信號(hào)），可以最大程度的避開了沿中軸方向的荷電信號(hào)，同時(shí)保持了較高的信噪比。這樣，就把過去需要尋找的E2平衡點(diǎn)，拓寬成一個(gè)平衡范圍，操作上就非常輕松。這也是T2探測(cè)器能輕松拍攝陶瓷納米粉體的原因之一。

掃描電鏡低電壓技術(shù)的概念雖然早在 1960 年就被提出，但是在2000年后才開始大規(guī)模應(yīng)用。說明低電壓技術(shù)本身存在很多限制因素。低電壓時(shí)入射電子束能量較低，帶來信號(hào)產(chǎn)生區(qū)小、更能反映表面信息等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是也受制于電子光學(xué)，比如更明顯的衍射效應(yīng)和較大的色差。

在考慮空間分辨率時(shí)，較小的信號(hào)產(chǎn)生區(qū)會(huì)有益于分辨率的提高，而電子光學(xué)對(duì)束斑的限制則阻礙了分辨率的提高。通過減小工作距離可以減小物鏡的色差和球差系數(shù)，仍能獲得較高分辨率的圖像，但是該措施存在極限和限制。如果在整個(gè)光路上，電子束持續(xù)保持在恒定的低能量，衍射差和色差帶來束斑的擴(kuò)展還是無可避免地妨礙分辨率的提升，所以，在電子光學(xué)和鏡筒設(shè)計(jì)上，現(xiàn)代高分辨掃描電鏡采用了諸多優(yōu)化措施，而場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡Apreo2 無疑是其中杰出的代表。