SEM(扫描电子显微镜)的原理VIP免费

MonitoSecond^electrondetectorSampl扫描电子显微镜(ScanningElectronicMicroscopy,SEM)扫描电镜（SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观看手腕，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜的优势是，①有较高的放大倍数，20-20万倍之间持续可调；②有专门大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观看各类试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，如此能够同时进行显微组织性貌的观看和微区成份分析，因此它是现今十分有效的科学研究仪器。GuriAnodeplateCondenserlens；Objectivelens..ApertureScanningCoils.SchematicdiagrammeofascanniTigelectronmicroscope电子束与固体样品的彼此作用扫描电镜从原理上讲确实是利用聚焦得超级细的高能电子束在试样上扫描，激发出各类物理信息。通过对这些信息的同意、放大和显示成像，取得对是试样表面性貌的观看。具有高能量的入射电子束与固体样品的原子核及核外电子发生作用后，可产生多种物理信号如以下图所示。电子束和固体样品表面作历时的物理现象一、背射电子背射电子是指被固体样品原子反射回来的一部份入射电子，其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。弹性背反射电子是指倍样品中原子和反弹回来的，散射角大于90度的那些入射电子，其能量大体上没有转变（能量为数千到数万电子伏）。非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射，不仅能量转变，而且方向也发生转变。非弹性背反射电子的能量范围很宽，从数十电子伏到数千电子伏。从数量上看，弹性背反射电子远比非弹性背反射电子所占的份额多。背反射电子的产生范围在100nm-lmm深度，如以下图所示。电子束在试样中的散射示用意背反射电子产额和二次电子产额与原子序束的关系背反射电子束成像分辨率一样为50-200nm（与电子束斑直径相当）。背反射电子的产额随原子序数的增加而增加（右图），因此，利用背反射电子作为成像信号不仅能分析新貌特点，也能够用来显示原子序数衬度,定性进行成份分析。二、二次电子的井卉嗔Uijr*上二次电子是指背入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外层价电子间的结合能很小，当原子的核外电子从入射电子取得了大于相应的结合能的能量后，可离开原子成为自由电子。若是这种散射进程发生在比较接近样品表层处，那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出，变成真空中的自由电子，即二次电子。二次电子来自表面5-10nm的区域，能量为0-50eV。它对试样表面状态超级灵敏，能有效地显示试样表面的微观形貌。由于它发自试样表层，入射电子尚未被多次反射，因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没有多大区别，因此二次电子的分辨率较高，一样可达到5-10nm。扫描电镜的分辨率一样确实是二次电子分辨率。二次电子产额随原子序数的转变不大，它要紧取决与表面形貌。三、特点X射线特点X射线试原子的内层电子受到激发以后在能级跃迁进程中直接释放的具有特点能量和波长的一种电磁波辐射。X射线一样在试样的500nm-5mm深处发出。四、俄歇电子若是原子内层电子能级跃迁进程中释放出来的能量不是以X射线的形式释放而是用该能量将核外另一电子打出，离开原子变成二次电子，这种二次电子叫做俄歇电子。因每一种原子都由自己特定的壳层能量，因此它们的俄歇电子能量也各有特点值，能量在50-1500eV范围内。俄歇电子是由试样表面极有限的几个原子层中发出的，这说明俄歇电子信号适用与表层化学成份分析。扫描电子显微镜的大体原理和结构以下图为扫描电子显微镜的原理结构示用意。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，通过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束集聚成孔径角较小，束斑为5-10mm的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质彼此作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号别离被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于通过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，...