篇電子顯微分析ppt課件(2)-閱讀頁
2025-01-30 06:53本頁面
【正文】 , CQU 15 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 ? 掃描電鏡成像的物理信號 電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號 ? 掃描電鏡成像所用的物理信號是電子束轟擊固體樣品而激發(fā)產(chǎn)生的具有一定能量的電子。 Dept. of MSE, CQU 16 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 ? 背散射電子 的產(chǎn)額隨原子序數(shù)的增加而增加，所以，利用背散射電子作為成像信號不僅能分析形貌特征，也可用來 顯示原子序數(shù)襯度 ，定性地進(jìn)行成分分析。 ? 二次電子 是指被入射電子轟擊出來的核外電子。所以二次電子的分辨率較高 ，一般可達(dá)到 50100 197。掃描電子顯微鏡的分辨率通常就是二次電子分辨率。這種被樣品所吸收的電子稱為 吸收電子 。 入射電子束與樣品發(fā)生作用，若逸出表面的背散射電子或二次電子數(shù)量任一項增加，將會引起吸收電子相應(yīng)減少，若把吸收電子信號作為調(diào)制圖像的信號，則其襯度與二次電子像和背散射電子像的反差是互補的 。 X射線的波長和原子序數(shù)之間服從 莫塞萊定律 ： 式中， Z為原子序數(shù)， K、 ?為常數(shù)。如果用 X射線探測器測到了樣品微區(qū)中存在某一特征波長，就可以判定該微區(qū)中存在的相應(yīng)元素。如果原子內(nèi)層電子能級躍遷過程所釋放的能量，仍大于包括空位層在內(nèi)的鄰近或較外層的電子臨界電離激發(fā)能，則有可能引起原子再一次電離，發(fā)射具有特征能量的俄歇電子。俄歇電子是由試樣表面極有限的幾個原于層中發(fā)出的，這說明 俄歇電子信號適用于表層化學(xué)成分分析 。 Dept. of MSE, CQU 20 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 ? 除了上述幾種信號外，固體樣品中還會產(chǎn)生例如陰極熒光、電子束感生效應(yīng)等信號，這些信號經(jīng)過調(diào)制后也可以用于專門的分析。 目前大多數(shù)商品掃描電鏡放大倍數(shù)為 2020220倍，介于光學(xué)顯微鏡和透射電鏡之間。對成像而言，它是指能分辨兩點之間的最小距離；對微區(qū)成分分析而言，它是指能分析的最小區(qū)域。入射電子束束斑直徑是掃描電鏡分辨本領(lǐng)的極限。 ? 但分辨率并不直接等于電子束直徑，因為入射電子束與試樣相互作用會使入射電子束在試樣內(nèi)的有效激發(fā)范圍大大超過入射束的直徑。電子進(jìn)入樣品后，作用區(qū)是一梨形區(qū)，不同的激發(fā)信號產(chǎn)生于不同深度。入射電子束進(jìn)入淺層表面時，尚未向橫向擴(kuò)展 開來，可以認(rèn)為在樣品上方檢測到的俄歇電子和二次電子主要來自直徑與掃描束斑相當(dāng)?shù)膱A柱體內(nèi)。 各種物理信號的產(chǎn)生深度 和廣度范圍 Dept. of MSE, CQU 26 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 ? 入射電子進(jìn)入樣品較深部位時，已經(jīng)有了相當(dāng)寬度的橫向擴(kuò)展，從這個范圍中激發(fā)出來的背散射電子能量較高，它們可以從樣品的較深部位處彈射出表面，橫向擴(kuò)展后的作用體積大小就是背散射電子的成像單元，所以，背散射電子像分辨率要比二次電子像低， 一般為 50200nm。 Dept. of MSE, CQU 27 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 信號 二次電子 背散射電子 吸收電子 特征 X射線 俄歇電子 分辨率 5~10 50~200 100~1000 100~1000 5~10 各種信號成像的分辨率 (單位為 nm) Dept. of MSE, CQU 28 材料現(xiàn)代測試方法 掃描電子顯微分析 ? 樣品原子序數(shù)愈大，電子束進(jìn)入樣品表面的橫向擴(kuò)展愈大，分辨率愈低 。電子束進(jìn)入表面后立即向橫向擴(kuò)展。 ?電子束的束斑大小、調(diào)制信號的類型以及檢測部位的原子序數(shù)是掃描電子顯微鏡分辨率的三大因素。 噪音干擾造成圖像模糊；磁場的存在改變了二次電子運動軌跡，降低圖像質(zhì)量；機(jī)械振動引起電子束斑漂移，這些因素的影響都降低了圖像分辨率。 ? 掃描電子顯微鏡的景深取決于分辨本領(lǐng)和電子束入射半角 ?。掃描電子顯微鏡 ?角很?。s 103 rad），所以景深很大。它比一般光學(xué)顯微鏡景深大 100500倍，比透射電子顯微鏡的景深大 1
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