1、掃描電子顯微鏡的工作原理
掃描電子顯微鏡的工作原理:
掃描電子顯微鏡的製造依據是電子與物質的相互作用。
掃描電鏡從原理上講就是利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描,激發出各種物理信息。通過對這些信息的接受、放大和顯示成像,獲得測試試樣表面形貌的觀察。
當一束極細的高能入射電子轟擊掃描樣品表面時,被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特徵x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子,以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時可產生電子-空穴對、晶格振動(聲子)、電子振盪(等離子體)。
(1)sem電鏡hfw擴展資料:
研發歷程:
1873 Abbe 和Helmholfz 分別提出解像力與照射光的波長成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎。
1931德國物理學家Knoll 及Ruska 首先發展出穿透式電子顯微鏡原型機。
1938 第一部掃描電子顯微鏡由Von Ardenne 發展成功。
1959年第一台100KV電子顯微鏡 1975年第一台掃描電子顯微鏡DX3 在中國科學院科學儀器廠(現北京中科科儀技術發展有限責任公司)研發成功。
2、掃描透射電鏡(STEM)有哪些特點
透射電鏡(TEM)和掃描透射電鏡(STEM)都是使用電子束使樣品成像的相關技術。使用高能電子作用於超薄樣本使成像解析度達1-2埃的數量級。與SEM相比,TEM具有更好的空間解析度,更適用於若干分析測量。但需要多得多的樣品准備. 雖然比大多數其他常見分析工具更費時,但是這些實驗的寶貴信息是令人贊嘆的。 你不僅可以取得優異圖像解析度、結晶狀態、晶向(都以衍射實驗模式)、元素圖(使用EDS)、突出元素對比度的圖象 (暗場模式)-所有這些都來自可精確定位的納米尺寸大小的面積。STEM和TEM可以作為薄膜及IC樣品的最終失效分析工具。
3、電子掃描顯微鏡(SEM)的工作原理???
掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣表面逐點掃描成像。試樣為塊狀或粉末顆 粒,成像信號可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是最主要的成像信號。由電子槍發射的能量為 5 ~ 35keV 的電子,以其交 叉斑作為電子源,經二級聚光鏡及物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度和束斑直徑的微細電子束,在掃描線圈驅動下,於試樣表面按一定時間、空間順 序作柵網式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用,產生二次電子發射(以及其它物理信號),二次電子發射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號被探測器收集 轉換成電訊號,經視頻放大後輸入到顯像管柵極,調制與入射電子束同步掃描的顯像管亮度,得到反映試樣表面形貌的二次電子像。
示意圖:
http://www.science.globalsino.com/1/images/1science9682.jpg
4、關於SEM掃描電鏡的幾個問題,求大神出現...
如果是即將開始學習儀器操作的管理人員,建議先系統學習理論知識,再找專業的儀器工程師培訓。如果是學生,要使用電鏡,從安全形度考慮,1、2、3幾項通常是值機人員完成的。我可以簡單的向你介紹一下:1、主要是電源,只要能正常開機,一般無問題;2、加高壓前一般要達到額定真空,否則氣體電離度大、損傷電子槍,但是電鏡軟體一般都已經設置好,不到工作真空,根本加不上去高壓,所以只要能夠加高壓,也無其他特別的問題;做完電鏡關閉高壓,等30秒以上,待燈絲冷卻後再放氣為宜,主要也是為了保護電子槍;3、樣品台有它的額定移動距離,包括平面方向和上下方向,平面方向移動到極限時會有報警提示,看到提示往回移動即可。高度方向也如此,但是要注意向上移動時,要緩慢,要防止堅硬的試樣撞擊上方的探測器和極靴,損壞設備;4,電子束與試樣作用,可激發出多種信號,如二次電子信號(用於形貌觀察),背散射電子信號(用於區分微區成分)、俄歇電子信號(用於表面元素分析)、特徵X射線(用於內部元素分析)、陰極熒光(用於發光材料研究),這些信號已經被有效的加以利用,這是一門獨立的學科,若需要詳細了解,你需要系統地學習一下。
5、SEM掃描電鏡圖怎麼看,圖上各參數都代表什麼意思
?
6、掃描電鏡與透射電鏡的區別?
1、結構差異:
主要體現在樣品在電子束光路中的位置不同。透射電鏡的樣品在電子束中間,電子源在樣品上方發射電子,經過聚光鏡,然後穿透樣品後,有後續的電磁透鏡繼續放大電子光束,最後投影在熒光屏幕上;掃描電鏡的樣品在電子束末端,電子源在樣品上方發射的電子束,經過幾級電磁透鏡縮小,到達樣品。當然後續的信號探側處理系統的結構也會不同,但從基本物理原理上講沒什麼實質性差別。
2、基本工作原理:
透射電鏡:電子束在穿過樣品時,會和樣品中的原子發生散射,樣品上某一點同時穿過的電子方向是不同,這樣品上的這一點在物鏡1-2倍焦距之間,這些電子通過過物鏡放大後重新匯聚,形成該點一個放大的實像,這個和凸透鏡成像原理相同。這里邊有個反差形成機制理論比較深就不講,但可以這么想像,如果樣品內部是絕對均勻的物質,沒有晶界,沒有原子晶格結構,那麼放大的圖像也不會有任何反差,事實上這種物質不存在,所以才會有這種儀器存在的理由。
掃描電鏡:電子束到達樣品,激發樣品中的二次電子,二次電子被探測器接收,通過信號處理並調制顯示器上一個像素發光,由於電子束斑直徑是納米級別,而顯示器的像素是100微米以上,這個100微米以上像素所發出的光,就代表樣品上被電子束激發的區域所發出的光。實現樣品上這個物點的放大。如果讓電子束在樣品的一定區域做光柵掃描,並且從幾何排列上一一對應調制顯示器的像素的亮度,便實現這個樣品區域的放大成像。
3、對樣品要求
(1)掃描電鏡
SEM制樣對樣品的厚度沒有特殊要求,可以採用切、磨、拋光或解理等方法將特定剖面呈現出來,從而轉化為可以觀察的表面。這樣的表面如果直接觀察,看到的只有表面加工損傷,一般要利用不同的化學溶液進行擇優腐蝕,才能產生有利於觀察的襯度。不過腐蝕會使樣品失去原結構的部分真實情況,同時引入部分人為的干擾,對樣品中厚度極小的薄層來說,造成的誤差更大。
(2)透射電鏡
由於TEM得到的顯微圖像的質量強烈依賴於樣品的厚度,因此樣品觀測部位要非常的薄,例如存儲器器件的TEM樣品一般只能有10~100nm的厚度,這給TEM制樣帶來很大的難度。初學者在制樣過程中用手工或者機械控制磨製的成品率不高,一旦過度削磨則使該樣品報廢。TEM制樣的另一個問題是觀測點的定位,一般的制樣只能獲得10mm量級的薄的觀測范圍,這在需要精確定位分析的時候,目標往往落在觀測范圍之外。目前比較理想的解決方法是通過聚焦離子束刻蝕(FIB)來進行精細加工。
透射電子顯微鏡的成像原理 可分為三種情況:
(1)吸收像:當電子射到質量、密度大的樣品時,主要的成相作用是散射作用。樣品上質量厚度大的地方對電子的散射角大,通過的電子較少,像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基於這種原理。
(2)衍射像:電子束被樣品衍射後,樣品不同位置的衍射波振幅分布對應於樣品中晶體各部分不同的衍射能力,當出現晶體缺陷時,缺陷部分的衍射能力與完整區域不同,從而使衍射波的振幅分布不均勻,反映出晶體缺陷的分布。
(3)相位像:當樣品薄至100Å以下時,電子可以穿過樣品,波的振幅變化可以忽略,成像來自於相位的變化。
7、掃描電鏡(SEM)能測出晶型嗎
理論上單純用SEM不能測出晶型,測晶型一般用XRD等儀器。掃描電鏡只能觀察形貌,解析度可達亞微米級別。
不過對於特定的樣品,如果具有明確的晶型,藉助SEM形貌有可能分析出晶型(比如一種物質只有區別明顯的兩種晶型,藉助確定的形貌可以推斷是那種晶型)。另外,SEM通過加裝EBSD附件,通過觀察也有可能觀察晶型
8、掃描電鏡SEM和透射電鏡TEM的區別
掃描電鏡,是觀察樣品表面的結構特徵;
透射電鏡,是觀察樣品的內部精細結構。