第十扫描电子显微镜

第十扫描电子显微镜第十扫描电子显微镜当高速电子照射到固体样品表面时,就可以发生相互作用,产生一次电子得弹性散射,二次电子,等信息。这些信息与样品表面得几何形状以及化学成份等有很大得关系。通过这些信息得解析就可以获得表面形貌与化学成份得目得。

9、2扫描电镜成像主要电子信息样品入射电子

Auger电子

阴极发光背散射电子二次电子X射线透射电子

(1)二次电子定义:在入射电子得轰击下被迫离开试样表面得试样得核外电子只有试样表层下5~10nm范围内激发出得二次电子,才有可能逸出试样表面它对试样表面形貌敏感,主要用于显示试样得表面形貌(2)背散射电子定义:背散射电子就是指入射电子与样品相互作用(弹性与非弹性散射)之后,再次逸出样品表面得高能电子,其能量接近于入射电子能量(E。)。背射电子得产额随样品得原子序数增大而增加,所以背散射电子信号得强度与样品得化学组成有关,即与组成样品得各元素平均原子序数有关。(3)特征X射线当试样内原子核外得内层电子被激发时,外层电子跃迁而填补内层空位时就会释放特征X射线特征X射线一般在试样内得500nm-5000nm深处发生用X射线探测器探测表面微区存在得相应元素(4)俄歇电子定义:若试样中原子核外内层电子被激发,入射电子在激发特征X射线过程中,外层电子跃迁填补内层空位时能量得释放将相邻得电子激发出去,该电子称俄歇电子在距离表面1nm左右范围内得俄歇电子才能逸出表面适用于做表面成分分析(5)相应扫描电镜成像二次电子象背散射电子象俄歇电子能谱透射电子象等9、3、1扫描电镜得工作原理电子枪发射电子束经过聚光汇聚成细小得电子束斑在扫描线圈得作用下使电子束在样品上扫描试样在电子束得作用下产生二次电子等各种物理信号探测器接受信号,经过信号处理放大系统显象管栅极以调制显象管得亮度。9、3扫描电镜工作原理、构造与性能扫描电镜原理示意图光学显微镜、TEM、SEM成像原理比较

9、3、2扫描电镜得构造(1)电子光学系统该系统得组成:由电子枪、电磁透镜、光阑、样品室等部件组成该系统得作用:仅仅用来获得电子束大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静

扫描线圈:使电子做光栅状扫描,并保证电子束在样品上得扫描与显象管上得扫描同步。该扫描线圈与显象管内得扫描线圈由同一锯齿波发生器控制,线圈内设置两个偏转线圈控制扫描电子束得扫描方向。

(2)信号收集系统作用:检测样品在入射电子作用下产生得物理信号,然后经视频放大作为显像系统得调制信号。

(a)二次电子与背散射电子收集器(b)吸收电子检测器试样不直接接地,而与一个试样电流放大器相接,可检出被测试样吸收得电子。

(c)X射线检测器检测试样发出得元素特征x射线波长与光子能量,从而实现对试样微区进行成分分析。(4)样品室与真空系统扫描电镜得样品室比透射电镜复杂,体现在它能够容纳大块得试样(如直径2010mm),观察时样品台可在三维空间进行移动、倾斜、旋转。(3)信号显示系统

新式得扫描电镜在样品台上可以对样品进行加热、冷却、拉伸等实验。使用

ESEM模式与

Peltier冷台有利于稳定样品

,否则很难成像润滑脂

加热样品可达1500°C水冷却可获得最佳得稳定性Hotstage热台拉伸台拉伸台动态录象9、3、4扫描电镜得性能(1)分辨率扫描电镜得分辨率有两方面得含义:对微区成分分析而言就是指能够分析得最小区域。对成像而言指分辨两像点之间得最小距离。扫描电镜分辨率得高低与检测信号得种类有关各种信号成像得分辨率(nm)(2)放大倍数放大倍数MAc---显象管荧光屏尺寸As---试样表面扫描距离(幅度)通常荧光屏尺寸就是固定得,所以在扫描电镜中M得变化就是通过电子束在样品表面扫描距离As实现

具体操作M可通过调节扫描线圈上得电流实现;

若减小扫描线圈得电流,电子束得偏转角度小,在试样上移动得距离As小,使放大倍数增大,反之,增大扫描线圈得电流,放大倍数减小。目前大多数商品扫描电镜得放大倍数:

M在20-200000倍之间连续可调9、4二次电子表面形貌衬度原理

及应用二次电子得产