SPM(扫描探针显微镜)与SEM(扫描电子显微镜)相比，SEM历史更长且在各方面的发展已日渐成熟。而SPM正处在方兴未艾的发展之中，软件/硬件不断开发升级，应用技术也在不断开拓。更重要的是，SPM并非是在溯寻SEM的发展历史，而是朝着一个崭新的方向在发展。虽然从名称上看二者类似，但从本质来讲，“扫描探针”与“扫描电子”既有类似之处，又有完全不同之处。

　　本文通过观察常见的昆虫复眼为例来比较两种半岛游戏平台官网入口网址 ，介绍SEM无法获得而SPM可以获得的高度分析结果。该昆虫复眼观察实例，也适用于其他各种材料的观察、测定。

1. SPM与SEM的图像比较

? SPM像（图1）

图为蚂蚁复眼的三维图像。在准确测定各点高度基础上形成的三维图像，能够真实的反映出复眼表面的凹凸。

SPM观察不到样品的颜色，通过模拟色彩来表示。可根据样品的情况添加颜色并区分使用。

三维图像也可以根据高度处理结果，添加具有照明效果的阴影进行合成显示。

与SEM图像相比，SPM图像保存后可以自由再处理，更适用于事后评价。

图1蚂蚁复眼的SPM像（合成三维图像）

? SEM像（图2）

　　SEM像的优势在于图像具有边缘效应。SEM像的对比度，不是由高度引起的，而是由二次电子的产生量引起的，具有二维信息。因此，虽然不能读取该高度，但可以很清晰的观察到复眼。

　　SEM像，保存后的图像处理受限。例如，倾斜样品的图像等，必须保存每个条件下的图像。

　　与SPM相比，SEM在大视野及凹凸不平的大样品观察上具有一定的优势。

图2 苍蝇复眼的SEM像

2. 通过SPM进行断面形状观察与高度分析

　　利用SPM像所具有的三维图像信息分析复眼的形状。图3为凹凸像（*），其图像中的分析线A—B的断面形状如图4所示。断面图的纵向刻度是扩大3倍显示的。由图可知，复眼的高度为2.91μm（红线表示），宽度为16.0μm（绿线表示）。

图3 凹凸像与分析线A—B	图4　 断面图与高度分析

　　凹凸像（＊）：即Topography，通过图像右侧的色列与直方柱状图分析高度及其分布情况。

3.复眼的粗糙度解析

　　SPM通过统计学方法分析复眼的粗糙度。很多人都会为了测定粗糙度而使用SPM，与触针式粗糙度计相比，不仅能测量线、面的微米粗糙度，更突出的优势在于能够准确测量纳米粗超度。通过对SPM三维信号的自动解析，一般情况下常用“平均粗糙度”与“最大粗糙度”等表示，如图5所示。

长度X?Y : 测定范围 Ra : 算术平均粗糙度 Rz : 最大粗糙度（高度） Rzjis : JIS十点平均粗糙度 Rq : 几何平均值粗糙度 Rp : 最大峰高度 Rv : 最大谷深度 由此得出 Rp+Rv=Rz	长度X 40.000﹙μm﹚ 长度Y 40.000﹙μm﹚ 面积 1600.000﹙μm?﹚ Ra 662.704﹙nm﹚ Rz 4.403﹙μm﹚ Rzjis 2.178﹙μm﹚ Rq 795.501﹙nm﹚ Rp 1.708﹙μm﹚ Rv 2.695﹙μm﹚
注：通常不会对蚂蚁复眼进行粗糙度分析。	图5 蚂蚁复眼的粗糙度数据

4.通过SPM进行粒度分析

　　SPM的粒度分析软件，利用高度与面积数据从三维图像中提取图像轮廓，再从约30种特征量中选择需要的参数进行迅速的统计处理。这些特征量可以表格、统计图形式显示。本文中，选择了以下4个特征量进行解析。
①平均直径 ②Z的最大值 ③表面积 ④体积

图6 粒度分析软件提取图像

　　图6在提取图像轮廓时，共提出14个粒子，软件自动删除了不完整的粒子，如图保留了4个完整粒子（1～4）。

　　该软件可以同时高速解析1000个以上的粒子，因此可以对纳米粒子进行解析。

　　图7为4个特征量的列表，其顺序与图6的1～4相对应。由该结果可知1号粒子的平均半径为7.86μm，直径约为15.7μm，高度为2.95μm。高度约为直径的1/5，因此，算不上眼睛向外突出。

编号	平均半径(μm)	Z的最大值(μm)	表面积(μm2)	体积(μm3)
1	7.856	2.948	262.2	315.8
2	7.456	2.871	256.1	257.2
3	7.656	2.876	242.8	295.0
4	7.578	2.765	235.7	276.3

图7 粒度解析结果一览表

　　SPM带来的三维世界，不仅可以解决许多二维SEM不能解决的问题，而且所得图像可以自由的处理、活用，给研究者带来更多的希望。