机械网--扫描电子显微镜基础知识

1、 扫描电子显微镜的工作原理 扫描电镜(Scanning Electron Microscope)是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗 粒，成像信号可以是2次电子、背散射电子或吸收电子。其中2次电子是最主要 的成像信号。由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交 叉斑作为电子源，经2级聚光镜及物镜的缩小构成具有1定能量、1定束流强度 和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按1定时间、空间顺 序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生2次电子发射（和其它物 理信号），2次电子发射量随试样表面形貌而变化。2次电子信号被探测器搜集 转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的 显像管亮度，得到反应试样表面形貌的2次电子像。

2、扫描电镜具有以下的特点(1) 可以视察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以视察更大直径)，制样方法简单。(2) 场深大、3百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析视察；图像富有立体感、真实感、易于辨认和解释。(3) 放大倍数变化范围大，1般为 15 ～ 200000 倍，对多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的视察分析。(4) 具有相当高的分辨率，1般为 3.5 ～ 6nm。(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改进图像的质量，如通过调制可改进图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。采取双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时视察不同放大倍数的图像或不同情势的图像。(6) 可进行多种功能的分析。与 X 射线谱仪配接，可在视察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可视察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态实验，视察在不同环境条件下的相变及形态变化等。3、扫描电镜的主要结构1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第1、第2聚光镜和物镜）；物镜光阑。2.扫描系统：扫描信号产生器；扫描放大控制器；扫描偏转线圈。3.信号探测放大系统：探测2次电子、背散射电子等电子信号。4.图象显示和记录系统：早期SEM采取显象管、照相机等。数字式SEM采取电脑系统进行图象显示和记录管理。5.真空系统：真空度高于 10 ⑷ Torr 。常常使用：机械真空泵、分散泵、涡轮分子泵6.电源系统：高压产生装置、高压油箱。 4、扫描电镜主要指标1.放大倍数 M=L/l 2.分辨率（本领）影响分辨本领的主要因素：入射电子束斑的大小，成像信号（2次电子、背散射电子等）。 3.扫描电镜的场深扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时，可获得清晰图像的深度范围。当1束微细的电子束照耀在表面粗糙的试样上时，由于电子束有1定发散度，除焦平面处，电子束将展宽，场深与放大倍数及孔径光阑有关。 5、试样制备1 ．对试样的要求：试样可以是块状或粉末颗粒，在真空中能保持稳定，含有水分的试样应先烘干除去水分，或使用临界点干燥设备进行处理。表面遭到污染的试样，要在不破坏试样表面结构的条件下进行适当清洗，然后烘干房屋拆迁补偿协议和谁签订。新断开的断口或断面，1般不需要进行处理，以免破坏断口或表面的结构状态。有些试样的表面、断口需要进行适当的侵 蚀，才能暴露某些结构细节国家修高速可以强拆房子吗，则在腐蚀后应将表面或断口清洗干净，然后烘干。对磁性试样要预先去磁，以免视察时电子束遭到磁场的影响。试样大小要适合仪器专用样品座的尺寸，不能过大，样品座尺寸各仪器不均相同，1般小的样品座为Φ3～5mm，大的样品座为Φ30～50mm，以分别用来放置不同大小的试样，样品的高度也有1定的限制，1般在5～10mm左右。2 ．扫描电镜的块状试样制备是比较简便的。对块状导电材料，除大小要适合仪器样品座尺寸外，基本上不需进行什么制备，用导电胶把试样粘结在样品座上，即可放在扫描电镜中视察。对块状的非导电或导电性较差的材料，要先进行镀膜处理，在材料表面构成1层导电膜。以避免电荷积累，影响图象质量。并可避免试样的热损伤。 3 、粉末试样的制备：先将导电胶或双面胶纸粘结在样品座上，再均匀地把粉末样撒在上面，用洗耳球吹去未粘住的粉末，再镀上1层导电膜，即可上电镜视察。4 、镀膜：镀膜的方法有两种，1是真空镀膜，另外1种是离子溅射镀膜。离子溅射镀膜的原理是：在低气压系统中，气体分子在相隔1定距离的阳极和阴极之间的强电场作用下电离成正离子和电子，正离子飞向阴极，电子飞向阳极，2电极间构成辉光放电，在辉光放电进程中，具有1定动量的正离子撞击阴极，使阴极表面的原子被逐出，称为溅射，如果阴极表面为用来镀膜的材料（靶材），需要镀膜的样品放在作为阳极的样品台上，则被正离子轰击而溅射出来的靶材原子沉积在试样上，构成1定厚度的镀膜层。 离子溅射常常用的气体为惰性气体氩违建了会强拆吗，要求不高时，也能够用空气，气压约为 5 X 10 ⑵ Torr 。离子溅射镀膜与真空镀膜相比，其主要优点是：（ 1 ）装置结构简单，使用方便，溅射1次只需几分钟，而真空镀膜则要半个小时以上。（ 2 ）消耗贵金属少，每次仅约几毫克。（ 3 ）对同1种镀膜材料，离子溅射镀膜质量好，能构成颗粒更细、更致密、更均匀、附着力更强的膜。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章