材料的形貌分析ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 00:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 二次電子檢測器進行檢測時，不需要對電子實行再加速。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 33 形貌與元素象的分離 ? 利用兩個 pn結(jié)器件檢測器和運算電路，可以分離反射電子的元素成份象和表面形貌象。 ? 對于表面平坦而原子序數(shù)不同的樣品，如果 A和 B檢測器的信號相減，其總信號等于零，則 A和 B信號相加倍增，此時獲得的反射電子象僅含有元素成份的信息，可以得到成份象，而形貌象不出現(xiàn)。 ? 對成份均勻但表面不平的樣品，當(dāng) AB兩個信號檢測器的信號相加為零時，其信號相減信號成倍，這時獲得的反射電子象只具有形貌的信息，而不包含成份的信息，因此可以獲得形貌象。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 34 元素像 形貌信息 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 35 背反射電子象 ? 反射電子象中包含有元素的化學(xué)成分和表面形貌的信息。 ? 反射電子象與樣品材料的原子序數(shù)有很大關(guān)系。由于重元素的反射率大，圖像的亮度也高，反之輕元素的發(fā)射率小，圖像也就暗。 ? 此外，反射電子象也與樣品表面的形狀有很大關(guān)系。突起的部分就亮，凹下去的部分則由于反射電子的數(shù)量少，呈暗影。原則上反射電子的強度越大，則反射電子象的分辨率將降低。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 36 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 37 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 38 二次電子象與背散射電子象的比較 二次電子象 背散射象 主要利用 形貌襯度 成分襯度 收集極 +250－ 500V － 50V 分辨率 高 較差 無陰影 有陰影 信號大，信噪比好 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 39 吸收電子象 ? 樣品表面的吸收電子的電流等于入射電子電流減去反射電子和二次電子的電流。 ? 吸收電子象的襯度的明暗正好與發(fā)射電子象中的襯度相反。 ? 此外，吸收電子象中同樣也包含了樣品的表面化學(xué)成份和表面形貌信息。 ? 對吸收電子的檢測沒有專門的檢測器，主要是對流經(jīng)樣品中的電流進行放大測量。通過改變透鏡激磁的大小能使吸收電流在 10－ 6～ 10－ 2A之間變化。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 40 吸收電子象 ? 由于樣品表面的平均原子序數(shù)不同而吸收率也不同，一般元素越輕，其圖像的亮度越亮。 ? 如果樣品表面不平時，吸收電子象中出現(xiàn)明暗不同的亮度。在凹面部分增加吸收電流，其亮度就大。 ? 一般由于吸收電子檢測器的靈敏度低，需要增加電子束電流，一般為 10－ 7～ 10－6A左右。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 41 透射電子象 利用透射電子獲得的掃描電鏡的透射電子象與通常的透射電鏡獲得的圖像相近 ， 但具有一些特點： （ 1） 在進行厚樣品的觀察時 ， 在透射電鏡中會由于電子在樣品中的能量損失 ， 使圖像產(chǎn)生模糊 。 但在掃描電鏡中 ， 因為在樣品后沒有成像透鏡 ， 因此可以不考慮色散而獲得比較清晰的圖像 。 （ 2） 在透射電鏡中 ， 一般由樣品本身決定圖像的襯度 ， 不能任意改變 。 而在掃描電鏡中 ， 則可以改變放大器的特性 ，調(diào)整圖像的襯度 。 （ 3） 利用能量分析 ， 可以獲得透射電子的能量損失信息 ， 獲得有關(guān)與樣品組份有關(guān)的信息 。 透射電子的能量損失分析與 X射線的產(chǎn)生無關(guān) ， 可以對輕元素進行分析 。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 42 附件功能 ? X射線分析能譜分析 ? 當(dāng)電子束輻照到樣品表面時，可以產(chǎn)生熒光 X射線，可以使用能譜分析和波譜分析來獲得樣品微區(qū)的化學(xué)成份信息。 ? X射線的信息深度是 ～ 5微米 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 43 能譜分析 ? 由于不同元素發(fā)射出的熒光 X射線的能量是不一樣的，也就是說特定的元素會發(fā)射出波長確定的特征 X射線。 ? 通過將 X射線按能量分開就可以獲得不同元素的特征 X射線譜，這就是能譜分析的基本原理。 ? 在掃描電鏡中，主要利用半導(dǎo)體硅探測器來檢測特征 X射線，通過多道分析器獲得 X射線能譜圖。從中可以對元素的成份進行定性和定量分析。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 44 波譜分析 ? 因為電子激發(fā)產(chǎn)生的熒光 X射線也是一種波，因此可以通過晶體分光的方法把 X射線按波長分離開，從而可以獲得不同波長的特征 X射線譜。 ? 通過正比計數(shù)器進行檢測。其優(yōu)點是光譜的分辨率高（高于 5eV），信噪比大，并能分析原子序數(shù)為 5以上的元素，其定量效果好。 ? 其缺點是不能同時分析，需要逐個元素進行分析，分析速度慢。 清華大學(xué)化學(xué)系 材料與表面實驗室 45 電子能量損失譜分析 ? 利用電子與元素相互作用發(fā)出的能量損失譜可以對元素進行定性和定量分析 ? 能量分辨率高； ? 空間分辨率高 ? 適合于輕
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