隨著科研工作者越來越重視各種材料性能和材料微觀結構、成分、晶體取向之間的關系，僅僅觀察樣品靜態(tài)信息的傳統(tǒng)掃描電鏡已經不能滿足現在科研的需求了。因此，原位掃描電鏡應運而生，并成為掃描電鏡重要的發(fā)展方向之一。

原位掃描電鏡是什么？

原位掃描電鏡即以掃描電鏡為平臺，搭載各類原位樣品臺，如加熱臺、力學拉伸臺、冷凍臺，通過采集和分析原位實驗過程中樣品的各種信息，可以將樣品的微觀形貌、成分、晶體取向信息與樣品的宏觀性能（如力學、熱力學性能）結合起來。

原位掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)

為了實現樣品微觀形貌與性能關系的表征，原位實驗對掃描電鏡的要求非常高，下面列舉了原位實驗對于掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)：

01如何將原位樣品臺安裝在電鏡中并控制原位程序？

通常原位臺的尺寸和重量都較大，如拉伸臺的ZUI大尺寸在100~250mm之間，重量約1~4kg，此外，安裝原位樣品臺還需要占據額外的接口，用于原位臺的通訊、供電等問題；相比于掃描電鏡普通樣品，原位樣品臺的這些特殊性對掃描電鏡樣品臺的承重能力、樣品倉室大小、接口數量提出了更高的要求。

02 如何在原位實驗中保持電鏡的超高分辨性能？

傳統(tǒng)掃描電鏡通常采用浸沒式物鏡設計提高成像分辨率，引入減速模式還可以進一步提高低電壓下的分辨率；在進行原位實驗時，浸沒式和減速模式將受到原位臺的限制而不能使用，這將大大降低了傳統(tǒng)掃描電鏡在原位實驗過程中成像的分辨率。

03 原位實驗過程中樣品釋放氣體怎么辦？

大多數的原位實驗不會釋放氣體，這類原位實驗在高真空電鏡倉室環(huán)境中就可完成；但是也有少數特殊的樣品在高溫原位實驗過程中釋放氣體，為了避免瞬間放氣對電鏡造成的損傷，公司的場發(fā)射掃描電鏡可為客戶提供低真空功能。

看了文章，大家對原位掃描電鏡是否有更多的了解呢？原位實驗過程中，大家是否有碰到過困擾或者難處，歡迎大家留言交流哦。

參考文獻：

1.Y.M. Re, X. Lin, X. Fu, H. Tan, J. Chen, W.D. Huang, Microstructure and deformation behavior of Ti-6Al-4V alloy by high-power laser solid forming, Acta Materialia. 132(2017)82-95.