反射电子显微镜(REM),简称反射电镜,是一种利用样品反射的电子束进行成像的显微镜。反射电子显微镜可以观察样品的表面形貌、微观结构,以及分析样品的化学成分,是一种重要的表面分析工具。
透射电子显微镜的电子束穿透样品,通过收集透过样品的电子进行成像,主要用于分析样品内部的结构信息,与反射电子显微镜功能存在差异。扫描电子显微镜也是观察样品表面微观形貌的工具,利用从样品表面散射出来的电子进行成像,但其采用依序式取像法,表面动态现象观测能力有限,而反射电子显微镜的电子束平行于样品表面照射,在图像变化捕捉方面更具优势。
电子束反射是反射电子显微镜工作的核心技术,可以采用反射高能电子衍射(RHEED)、反射电子能量损失谱(REELS)等方式。反射高能电子衍射利用单能电子照射物体表面,在向前散射方向收集电子束;反射电子能量损失谱利用特定能量电子束与物体发生非弹性碰撞,对反射电子能量分布进行测量。
反射电子显微镜在材料科学领域发展空间大,可以研究晶体结构、异质结界面等,在新型材料设计研发方面发挥重要作用。例如,在分子束外延生长的AlGaAs/GaAs异质结构外延材料、InGaAs/GaAs应变超晶格材料研究领域,反射电子显微镜能够观察AlGaAs/GaAs的异质结界面,InGaAs/GaAs应变超晶格表面的Crosshatch条纹。
新思界
行业分析人士表示,2023年,全球电子显微镜市场规模约为39.6美元,预计发展到2029年将增长至56.8亿美元,2023-2029年复合年均增长率为6.2%。在全球电子显微镜市场中,扫描电子显微镜份额占比最高,其次是透射电子显微镜,反射电子显微镜份额占比小,但其在特殊应用领域具有较强的不可替代性。此外,透射电子显微镜技术不断升级,基于透射电子显微镜开发的反射电子显微镜已经问世。由此来看,未来反射电子显微镜仍有良好发展空间。