「放大」是一個非常簡單的概念，但有時會因為本身的定義而造成混淆，本文章的目的是闡明掃描式電子顯微鏡 (scanning electron microscopes, SEM) 中的放大倍率的數值意義，並探討如何利用其他參數描述觀測樣品的大小。
高明君 (Mignon Kao) 譯
放大倍率的正確定義
隨著科學進步，對微米和奈米世界的興趣呈指數增長，因此需要量化放大倍率。現今對放大倍率的定義是兩次測量之間的比率，意指需要兩個對象比較才能正確計算。
第一個對象是原始樣本，而第二個是樣品的成像圖，儘管樣本不會改變其大小，但可以將成像的圖片以不同的大小影印或縮放，就像是影印一張有顆蘋果的圖片，然後再次影印成適合用於覆蓋建築物的海報，此放大倍率將發生變化。
另一個應用於顯微鏡的例子，則是儲存樣本的數字成像時，再次調整成像大小會導致放大倍率實際上是錯誤的，如此可知放大倍數只是一個相對數字，在科學領域沒有實際用途，以下為放大倍率的計算方式：
如此可見，放大倍率的公式描述的很模糊，並沒有考慮其他因素。因此，科學家利用幾個其他參數來描述，例如實際成像區域（field of view, FOV視場：顯微鏡指向的區域）以及該圖像的解析度（又可理解為清晰度或分辨率），圖一為一般SEM電子成像會提供的資訊，可以透過視場與參考尺規了解樣品實際大小。
圖一、SEM 電子顯微鏡的成像圖與參數資訊
視場定義了要成像的樣品特徵的大小，該值通常在幾毫米（約蟲子尺寸）到幾微米（約蟲子的毛髮尺寸）和幾奈米（外骨骼的分子宏觀結構）之間，使用現代儀器，可以對幾百皮米（原子的平均尺寸）範圍內的物體進行成像。
但是如何知道我的樣品成像所需的視場？
這是一個難以回答的問題，但可以用一個簡單的例子來說明，例如在大合照時，一張臉通常會覆蓋空間表面的 5至10%，這已經足以識別圖像中的人像，但是如果是一張臉的特寫，可以觀察到小細節，比如頭髮、皮膚上的斑點和眼睛的顏色。
換句話說，如果有平均大小為 1 微米的微粒並計算數量，那麼每個圖像可以有 20 個微粒，而不是一次成像一個微粒而浪費時間，還要考慮到顆粒之間的空隙，此類樣品25至30 微米的視場就足夠了。換言之，若欲觀察微粒的表面形貌，則需要特寫，視場必須接近 2至3 微米。
圖二、微粒成像
(左) 微粒的特寫顯示表面形貌 (FOV = 92.7 μm) (右) 更大的視場能對更多粒子進行成像 (FOV = 1010 μm)
期望本篇介紹讓您更了解放大倍率的意義，以及為何近年來，桌上型掃描式電子顯微鏡(桌上型SEM) 變得越來越受歡迎。
與光學顯微鏡相比，桌上型掃描式電子顯微鏡(桌上型SEM)擁有更多資訊可以提供，例如自動化檢測(PPI)、能測量表面粗糙度和EDS/EDX元素組成等功能，加上快速成像、簡易的操作者介面(UI)以及高解析度的特性，Phenom桌上型SEM能滿足學術與業界微觀檢測、分析所需。
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