temsem以及xrd相關設備原理

1、TEM和SEM的工作原理差別?

1、掃描電子顯微鏡 SEM(scanning electron microscope)

（1）、掃描電子顯微鏡工作原理：
是1965年發明的較現代的細胞生物學研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是樣品的二次電子發射。二次電子能夠產生樣品表面放大的形貌像，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，即使用逐點成像的方法獲得放大像。
（2）掃描電子顯微鏡的製造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的人射電子轟擊物質表面時，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，也可產生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振盪 (等離子體)。原則上講，利用電子和物質的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據上述不同信息產生的機理，採用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實現。如對二次電子、背散射電子的採集，可得到有關物質微觀形貌的信息;對x射線的採集，可得到物質化學成分的信息。正因如此，根據不同需求，可製造出功能配置不同的掃描電子顯微鏡。

2、透射電鏡TEM (transmission electron microscope)

（1）透射電鏡工作原理：
是以電子束透過樣品經過聚焦與放大後所產生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。
（2）透射電鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。其制備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。要在機體死亡後的數分鍾釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特製的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發生相應的電子發射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色。稱電子密度高（electron dense）。反之，則稱為電子密度低（electron lucent）。

2、xrd原理、相關公式以及應用

原理：X射線是原子內層電子在高速運動電子的轟擊下躍遷而產生的光輻射，主要有連續X射線和特徵X射線兩種。晶體可被用作X光的光柵，這些很大數目的原子或離子/分子所產生的相干散射將會發生光的干涉作用，從而影響散射的X射線的強度增強或減弱。由於大量原子散射波的疊加，互相干涉而產生最大強度的光束稱為X射線的衍射線。
公式：滿足衍射條件，可應用布拉格公式：2dsinθ=nλ
應用：已知波長的X射線來測量θ角，從而計算出晶面間距d，這是用於X射線結構分析；另一個是應用已知d的晶體來測量θ角，從而計算出特徵X射線的波長，進而可在已有資料查出試樣中所含的元素。

3、XRD和TEM主要是用來表徵材料什麼性能的

用來表徵材料內部分子結構和形態。

XRD 即X-ray diffraction 的縮寫，X射線衍射，通過對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等信息的研究手段。

透射電子顯微鏡（英語：Transmission electron microscope，縮寫TEM），簡稱透射電鏡，是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射電子顯微鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～百萬倍，用於觀察超微結構，即小於0.2微米、光學顯微鏡下無法看清的結構，又稱「亞顯微結構」。

4、SEM、TEM、TG、XRD、AFM、紅外光譜，這幾個分別是測什麼的？

測什麼百度一下吧，應該都有詳細的測試原理及項目。

區別應該是 SEM和TEM和AFM，越來越高級，放大倍數越來越高。XRD和紅外光譜這兩個是沒什麼關系的，xrd是測試晶體結構的，可以測試晶體結構的，對於可以看出你的材料是什麼。紅外是靠紅外吸收峰的位置與強度反映了分子結構上的特點，可以用來鑒別未知液態水的紅外光譜物的結構組成或確定其化學基團；而吸收譜帶的吸收強度與化學基團的含量有關，可用於進行定量分析和純度鑒定。l紅外主要用於有機化合物的結構鑒定在有機化學、生物化學、葯物學、環境科學等許多領域。

5、求大神幫解說一下什麼是SEM XRD EDS 分析方法和原理 本人零基礎 大體了解一下

SEM是掃描電子顯微鏡，最高可放大至20萬倍左右，用二次電子成像的原理來觀察某種物質的微觀形貌。EDS是能譜儀，是每種元素對應的電子能不同，來鑒別元素，通常是和SEM結合使用，也就是說在SEM上安裝EDS附件，在觀看形貌時，選擇一定區域用EDS打能譜，也就知道了該區域的元素組成。XRD是X射線衍射儀，其原理是高壓下，陰極發出的電子形成高能電子束，轟擊陽極靶材（通常是Cu），靶材的內部電子能量升高，被激發出來，當它回到基態的過程中，多餘的能量以X射線、俄歇電子等形式釋放出來。XRD收集的是其中的X射線，X射線掃到樣品上，會根據布拉格方程產生衍射角，衍射峰。每種物質(不同樣品)的衍射峰不同，因此通常用來鑒別物相，也會根據峰面積算半定量。

6、XRD、IR、SEM、EDS及紫外可見吸收的測試原理及具體分析步驟（材料測試技術裡面的）

SEM：材料的表面形貌，形貌特徵。配合EDX可以獲得材料的元素組成信息
TEM：材料的表面形貌，結晶性。配合EDX可以獲得材料的元素組成
FTIR：主要用於測試高分子有機材料，確定不同高分子鍵的存在，確定材料的結構。如單鍵，雙鍵等等
Raman：通過測定轉動能及和振動能及，用來測定材料的結構。
CV：CV曲線可以測試得到很多信息，比如所需電沉積電壓，電流，以及半導體行業可以得到直流偏壓
EIS：EIS就是電化學交流阻抗譜測試可以得到電極電位，阻抗信息，從而模擬出系統內在串聯電阻，並聯電阻和電容相關信息
BET：主要是測試材料比表面積的，可以得到材料的比表面積信息。
XRD：主要是測試材料的物性，晶型的。高級的XRD還可以測試材料不同晶型的組分。
質譜：主要用於鑒定材料的化學成分，包括液相質譜，氣象質譜

7、推薦一本書，關於 XRD,XPS,TEM,SEM,UV,等。

劉粵惠、劉平安，X射線衍射分析原理及應用，化學工業出版社，北京，2003 ；
祁景王，X射線結構分析，同濟大學出版社，上海，2003；
黃量，於德泉，紫外光譜在有機化學中的應用，北京：科學出版社，2000；

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8、簡述利用SEM、TEM、FTIR、Raman、CV、EIS、BET、XRD和質譜可獲得什麼信息？

SEM：材料的表面形貌，形貌特徵。配合EDX可以獲得材料的元素組成信息
TEM：材料的表面形貌，結晶性。配合EDX可以獲得材料的元素組成
FTIR：主要用於測試高分子有機材料，確定不同高分子鍵的存在，確定材料的結構。如單鍵，雙鍵等等
Raman：通過測定轉動能及和振動能及，用來測定材料的結構。
CV：CV曲線可以測試得到很多信息，比如所需電沉積電壓，電流，以及半導體行業可以得到直流偏壓
EIS：EIS就是電化學交流阻抗譜測試可以得到電極電位，阻抗信息，從而模擬出系統內在串聯電阻，並聯電阻和電容相關信息
BET：主要是測試材料比表面積的，可以得到材料的比表面積信息。
XRD：主要是測試材料的物性，晶型的。高級的XRD還可以測試材料不同晶型的組分。
質譜：主要用於鑒定材料的化學成分，包括液相質譜，氣象質譜

9、SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區別

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的區別主要是名稱不同、工作原理不同、作用不同、

一、名稱不同

1、SEM，英文全稱：Scanningelectronmicroscope，中文稱：掃描電子顯微鏡。

2、TEM，英文全稱：，中文稱：透射電子顯微鏡。

3、XRD，英文全稱：Diffractionofx－rays，中文稱：X射線衍射。

4、AES，英文全稱：AugerElectronSpectroscopy，中文稱：俄歇電子能譜。

5、STM，英文全稱：ScanningTunnelingMicroscope，中文稱：掃描隧道顯微鏡。

6、AFM，英文全稱：AtomicForceMicroscope，中文稱：原子力顯微鏡。

二、工作原理不同

1．掃描電子顯微鏡的原理是用高能電子束對樣品進行掃描，產生各種各樣的物理信息。通過接收、放大和顯示這些信息，可以觀察到試樣的表面形貌。

2．透射電子顯微鏡的整體工作原理如下：電子槍發出的電子束經過冷凝器在透鏡的光軸在真空通道，通過冷凝器，它將收斂到一個薄，明亮而均勻的光斑，輻照樣品室的樣品。通過樣品的電子束攜帶著樣品內部的結構信息。通過樣品緻密部分的電子數量較少，而通過稀疏部分的電子數量較多。

物鏡會聚焦點和一次放大後，電子束進入第二中間透鏡和第一、第二投影透鏡進行綜合放大成像。最後，將放大後的電子圖像投影到觀察室的熒光屏上。屏幕將電子圖像轉換成可視圖像供用戶觀察。

3、x射線衍射（XRD）的基本原理：當一束單色X射線入射晶體，因為水晶是由原子規則排列成一個細胞，規則的原子之間的距離和入射X射線波長具有相同的數量級，因此通過不同的原子散射X射線相互干涉，更影響一些特殊方向的X射線衍射，衍射線的位置和強度的空間分布，晶體結構密切相關。

4．入射的電子束和材料的作用可以激發原子內部的電子形成空穴。從填充孔到內殼層的轉變所釋放的能量可能以x射線的形式釋放出來，產生特徵性的x射線，也可能激發原子核外的另一個電子成為自由電子，即俄歇電子。

5．掃描隧道顯微鏡的工作原理非常簡單。一個小電荷被放在探頭上，電流從探頭流出，穿過材料，到達下表面。當探針通過單個原子時，通過探針的電流發生變化，這些變化被記錄下來。

電流在流經一個原子時漲落，從而非常詳細地描繪出它的輪廓。經過多次流動後，人們可以通過繪制電流的波動得到構成網格的單個原子的美麗圖畫。

6．原子力顯微鏡的工作原理：當原子間的距離減小到一定程度時，原子間作用力迅速增大。因此，樣品表面的高度可以直接由微探針的力轉換而來，從而獲得樣品表面形貌的信息。

三、不同的功能

1．掃描電子顯微鏡（SEM）是介於透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察方法，可以直接利用樣品表面材料的材料性質進行微觀成像。

掃描電子顯微鏡具有高倍放大功能，可連續調節20000～200000倍。它有一個大的景深，一個大的視野，一個立體的形象，它可以直接觀察到各種樣品在不均勻表面上的細微結構。

樣品制備很簡單。目前，所有的掃描電鏡設備都配備了x射線能譜儀，可以同時觀察微觀組織和形貌，分析微區成分。因此，它是當今非常有用的科學研究工具。

2．透射電子顯微鏡在材料科學和生物學中有著廣泛的應用。由於電子容易散射或被物體吸收，穿透率低，樣品的密度和厚度會影響最終成像質量。必須制備超薄的薄片，通常為50～100nm。

所以當你用透射電子顯微鏡觀察樣品時，你必須把它處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對於液體樣品，通常掛在預處理過的銅線上觀察。

3X射線衍射檢測的重要手段的人們意識到自然，探索自然，尤其是在凝聚態物理、材料科學、生活、醫療、化工、地質、礦物學、環境科學、考古學、歷史、和許多其他領域發揮了積極作用，不斷拓展新領域、新方法層出不窮。

特別是隨著同步輻射源和自由電子激光的興起，x射線衍射的研究方法還在不斷擴展，如超高速x射線衍射、軟x射線顯微術、x射線吸收結構、共振非彈性x射線衍射、同步x射線層析顯微術等。這些新的X射線衍射檢測技術必將為各個學科注入新的活力。

4，俄歇電子在固體也經歷了頻繁的非彈性散射，可以逃避只是表面的固體表面原子層的俄歇電子，電子的能量通常是10～500電子伏特，他們的平均自由程很短，約5～20，所以俄歇電子能譜學調查是固體表面。

俄歇電子能譜通常採用電子束作為輻射源，可以進行聚焦和掃描。因此，俄歇電子能譜可用於表面微觀分析，並可直接從屏幕上獲得俄歇元素圖像。它是現代固體表面研究的有力工具，廣泛應用於各種材料的分析，催化、吸附、腐蝕、磨損等方面的研究。

5．當STM工作時，探頭將足夠接近樣品，以產生具有高度和空間限制的電子束。因此，STM具有很高的空間解析度，可以用於成像工作中的科學觀測。

STM在加工的過程中進行了表面上可以實時成像進行了表面形態，用於查找各種結構性缺陷和表面損傷，表面沉積和蝕刻方法建立或切斷電線，如消除缺陷，達到修復的目的，也可以用STM圖像檢查結果是好還是壞。

6．原子力顯微鏡的出現無疑促進了納米技術的發展。掃描探針顯微鏡，以原子力顯微鏡為代表，是一系列的顯微鏡，使用一個小探針來掃描樣品的表面，以提供高倍放大。Afm掃描可以提供各類樣品的表面狀態信息。

與傳統顯微鏡相比，原子力顯微鏡觀察樣品的表面的優勢高倍鏡下在大氣條件下，並且可以用於幾乎所有樣品（與某些表面光潔度要求）並可以獲得樣品表面的三維形貌圖像沒有任何其他的樣品制備。

掃描後的三維形貌圖像可進行粗糙度計算、厚度、步長、方框圖或粒度分析。

10、SEM、TEM、XRD原理及區別

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