掃描電子顯微鏡-全文預(yù)覽
【正文】 產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，在低溫（如液氮冷卻探測(cè)器）條件下，產(chǎn)生一個(gè)電子－空穴對(duì)平均消耗能量 ε 為。如果把它視為連續(xù)的電磁波，那么特征 X 射線就能看成具有固定波長(zhǎng)的電磁波，不同元素就對(duì)應(yīng)不同的特征 X 射線波長(zhǎng)，如果不同 X 射線入射到晶體上，就會(huì)產(chǎn)生衍射，根據(jù) Bragg公式： 可以選用已知面間距 d的合適晶體分光，只要測(cè)出不同特征射線所產(chǎn)生的衍射角 2θ ， 就可以求出其波長(zhǎng) λ ， 再根據(jù)公式就可以知道所分析的元素種類，特征 X 射線的強(qiáng)度是從波譜儀的探測(cè)器 (正比計(jì)數(shù)管 )測(cè)得。為了擋掉大散射角的雜散電子，使入射到試樣的電子束直徑盡可能小，會(huì)聚透鏡和物鏡下方都有光闌。它的主要作用是產(chǎn)生具有一定能量的細(xì)聚焦電子束 (探針 )。 返回 電子探針的儀器構(gòu)造 電子探針的主要組成部份為 :1. 電子光學(xué)系統(tǒng)、 2. X射線譜儀系統(tǒng)、 、 、 系統(tǒng)等 。當(dāng) σ ≈ 1時(shí)， λ 與 Z的關(guān)系式可寫成 : 定性分析的基礎(chǔ)是 Moseley關(guān)系式 : 由式可知，組成試樣的元素 (對(duì)應(yīng)的原子序數(shù) Z)與它產(chǎn)生的特征 X 射線波長(zhǎng) (λ )有單值關(guān)系，即每一種元素都有一個(gè)特定波長(zhǎng)的特征 X射線與之相對(duì)應(yīng)， 它不隨入射電子的能量而變化。 電子探針?lè)治鲞^(guò)程中一般不損壞試樣，試樣分析后，可以完好保存或繼續(xù)進(jìn)行其它方面的分析測(cè)試，這對(duì)于文物、古陶瓷、古硬幣及犯罪證據(jù)等的稀有試樣分析尤為重要。能譜儀的元素分析范圍現(xiàn)在也和波譜相同，分析元素范圍從硼 (B)—— 鈾 (Ｕ ) 返回 3. 定量分析準(zhǔn)確度高 電子探針是目前微區(qū)元素定量分析最準(zhǔn)確的儀器。 電子探針成分分析的空間分辨率（微區(qū)成分分析所能分析的最小區(qū)域）是幾個(gè)立方 μ m范圍， 微區(qū)分析是它的一個(gè)重要特點(diǎn)之一 , 它能將微區(qū)化學(xué)成份與顯微結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)起來(lái)，是一種顯微結(jié)構(gòu)的分析 。 另外 ， 現(xiàn)在許多 SEM具有圖像處理和圖像分析功能 。 如 10000倍時(shí) ,TEM :D＝1?m， SEM:10?m, 100倍時(shí) ，OM:10?m， SEM=1000?m。 景深 D大 景深大的圖像立體感強(qiáng) ， 對(duì)粗糙不平的斷口樣品觀察需要大景深的 SEM。 要提高分辨率可以通過(guò)減小照明波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 分辨率高 分辨率指能分辨的兩點(diǎn)之間的最小距離 。放大倍率不是越大越好，要根據(jù)有效放大倍率和分析樣品的需要進(jìn)行選擇。 ZrO2Al2O3SiO2系耐火材料的背散射電子成分像， 1000 ZrO2Al2O3SiO2系耐火材料的背散射電子像。 )。 注 意 在掃描電鏡中，二次電子檢測(cè)器一般是裝在入射電子束軸線垂直的方向上。 背散射電子與二次電子 的信號(hào)強(qiáng)度與 Z的關(guān)系 結(jié) 論 二次電子信號(hào)在原序數(shù) Z20后，其信號(hào)強(qiáng)度隨 Z變化很小。 比 較 一束細(xì)聚焦的電子束轟擊試樣表面時(shí)，入射電子與試樣的原子核和核外電子將產(chǎn)生彈性或非彈性散射作用，并激發(fā)出反映試樣形貌、結(jié)構(gòu)和組成的各種信息，有：二次電子、背散射電子、 陰極發(fā)光、特征 X 射線、俄歇過(guò)程和俄歇電子、吸收電子、透射電子等。 所以 ，SEM也是 顯微結(jié)構(gòu)分析 的主要儀器 ， 已廣泛用于材料 、 冶金 、 礦物 、 生物學(xué)等領(lǐng)域 。 掃描電子顯微鏡 ?引言 ?掃描電鏡結(jié)構(gòu)原理 ?掃描電鏡圖象及襯度 ?掃描電鏡結(jié)果分析示例 ?掃描電鏡的主要特點(diǎn) 返 回 首 頁(yè) 掃描電子顯微鏡的簡(jiǎn)稱為掃描電鏡 ， 英文縮寫為 SEM (Scanning Electron Microscope)。 現(xiàn)在 SEM都與能譜（ EDS） 組合 ， 可以進(jìn)行成分分析 。 透射電鏡一般是 電子光學(xué)系統(tǒng)（照明系統(tǒng)） 、 成像放大系統(tǒng) 、 電源 和 真空系統(tǒng)三大部分組成。二次電子能量比較低，習(xí)慣上把 能量小于 50eV電子統(tǒng)稱為二次電子， 僅在樣品表面5nm－ 10nm的深度 內(nèi)才能逸出表面，這是二次電子分辨率高的重要原因之一。 因?yàn)槎坞娮有盘?hào)主要來(lái)處樣品表層 5－ 10nm的深度范圍 ，它的強(qiáng)度與原子序數(shù)沒(méi)有明確的關(guān)系 ， 便對(duì)微區(qū)表面相對(duì)于入射電子束的方向卻十分敏感 ， 二次電子像分辨率比較高 ， 所以適用于顯示形貌襯度 。 同學(xué)們請(qǐng)看書(shū)上 P109頁(yè)解釋的原因 形貌襯度原理 背散射電子像 背散射電子 是指入射電子與樣品相互作用 (彈性和非彈性散射 )之后 ， 再次逸出樣品表面的高能電子 ， 其能量接近于入射電子能量 ( E。 背散射電子像 背散射電子像的形成，就是因?yàn)闃悠繁砻嫔掀骄?原子序數(shù) Z大的部位 而形成 較亮的區(qū)域 ，產(chǎn)生較強(qiáng)的背散射電子信號(hào)；而平均原子序數(shù) 較低的部位 則產(chǎn)生較少的背散射電子，在熒光屏上或照片上就是 較暗的區(qū)域 ，這樣就形成原子序數(shù)襯度。 粉體形貌觀察 α — Al203團(tuán)聚體 (a)和 團(tuán)聚體內(nèi)部的一次粒子結(jié)構(gòu)形態(tài) (b) (a) 300 (b) 6000 鈦酸鉍鈉粉體的六面體形貌 20220 返回 掃描電鏡的主要性能與特點(diǎn) ?放大倍率高（ M=Ac/As） ?分辨率高（ d0=dmin/M總 ） ?景深大（ F≈ d0/β） ?保真度好 ?樣品制備簡(jiǎn)單 放 大倍率高 從幾十放大到幾十萬(wàn)倍，連續(xù)可調(diào)。放大倍
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