现代材料分析方法扫描电子显微镜PPT学习教案

1、会计学12021-12-122第1页/共61页2021-12-123第2页/共61页2021-12-124第3页/共61页2021-12-125第4页/共61页2021-12-126Optical Microscope VS SEM第5页/共61页2021-12-127第6页/共61页2021-12-128扫描电镜原理JEOL动画演示第7页/共61页2021-12-129背散射电子背散射电子试样试样吸收电子吸收电子透射电子透射电子X射射线线阴极发光阴极发光入射电子入射电子二次电子二次电子Auger电子电子 图图12-1 12-1 电子束与固体样品电子束与固体样品作用是产生的信号作用是产生的信号

2、第8页/共61页2021-12-1210第9页/共61页2021-12-1211第10页/共61页2021-12-1212第11页/共61页2021-12-1213第12页/共61页2021-12-1214第13页/共61页2021-12-1215第14页/共61页2021-12-1216第15页/共61页2021-12-1217第16页/共61页2021-12-1218第17页/共61页2021-12-1219在扫描电镜中，由电子激发产生的主要信号的信息深度：俄歇电子1 nm (0.5-2 nm)二次电子5-50 nm背散射电子50-500 nmX射线0.1-1m第18页/共61页2021-

3、12-1220第19页/共61页2021-12-1221第20页/共61页2021-12-1222第21页/共61页2021-12-1223第22页/共61页2021-12-1224SEM与TEM的差别 扫描电镜的电子枪与透射电镜的电子枪相似，都是为了提供电子源，但两者使用的电压是完全不同的。 透射电镜的分辨率与电子波长有关，波长越短（对应的电压越高），分辨率越高，故透射电镜的电压一般都使用100300kV, 甚至400kV、1000kV。 而扫描电镜的分辨率与电子波长无关，与电子在试样上的最小扫描范围有关，电子束斑越小，电子在试样上的最小扫描范围就越小，分辨率就越高，但还必须保证在使用足够小

4、的电子束斑时，电子束还具有足够的强度，故通常扫描电镜的工作电压在130kV.第23页/共61页2021-12-1225第24页/共61页2021-12-1226第25页/共61页2021-12-1227右图给出了电子束在样品表面进行扫描的两种方式。进行形貌分析时都采用光栅扫描方式(图a)，当电子束进入上偏转线圈时，方向发生转折，随后又由下偏转线圈使它的方向发生第二次转折。发生二次偏转的电子束通过末级透镜射到试样表面。第26页/共61页2021-12-1228第27页/共61页2021-12-1229第28页/共61页2021-12-1230第29页/共61页2021-12-1231SEM是利用

5、聚焦电子束在样品上扫描时激发的某种物理信号来调制一个同步扫描的显象管在相应位置的亮度而成象的显微镜。第30页/共61页2021-12-1232第31页/共61页2021-12-1233第32页/共61页2021-12-1234第33页/共61页2021-12-1235第34页/共61页2021-12-1236信号信号分辨率(nm)发射深度(nm)二次电子510550背散射电子502001001000吸收电子1001000透射电子0.510感应电动势3001000阴极荧光3001000X射线10010005005000俄歇电子5100.52第35页/共61页2021-12-1237第36页/共6

6、1页2021-12-1238第37页/共61页2021-12-1239第38页/共61页2021-12-1240一、像衬原理 像的衬度就是像的各部分(即各像元)强度相对于其平均强度的变化。 SEM可以通过样品上方的电子检测器检测到具有不同能量的信号电子有背散射电子、二次电子、吸收电子、俄歇电子等。 扫描电镜像的衬度来源有三个方面：a)由试样本身性质（表面凸凹不平、成分差别、位向差异表面电位分布）；b)信号本身性质（二次电子、背散射电子、吸收电子）；c)对信号的人工处理。第39页/共61页2021-12-1241第40页/共61页2021-12-1242第41页/共61页2021-12-1243

7、第42页/共61页2021-12-1244第43页/共61页2021-12-1245第44页/共61页2021-12-1246第45页/共61页2021-12-1247水泥浆体断口第46页/共61页2021-12-1248第47页/共61页2021-12-1249第48页/共61页2021-12-1250第49页/共61页2021-12-1251第50页/共61页2021-12-1252第51页/共61页2021-12-1253背散射系数与原子序数的关系第52页/共61页2021-12-1254第53页/共61页2021-12-1255第54页/共61页2021-12-1256第55页/共61页