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无机材料常用测试技术 主要内容 • 扫描电镜（SEM） • 透射电镜（TEM） • 原子力显微镜（AFM） • X射线衍射（XRD） • 元素分析（EA） 显微分析技术—— 电子显微镜 Technology for Microscopy Analysis Electron Microscope 一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当 电子的运动方向被改变，称为散射。 弹性散射 电子只改变运动方向而电子的 能量不发生变化 散射 非弹性散射 电子的运动方向和能量都发生变化 SEM （扫描电镜） EDS （能谱） AES （俄歇 电子能谱） TEM （透射电镜） 直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射 透射电子 电镜(TEM)的成像和衍射 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损 失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量 大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的 自由电子，此即二次电子。在电场的作用下它可呈曲线运动 进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。 二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的 二次电子 微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜 的分辨率。 二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。二次电子和背 景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。 当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电 子很少，称为二次电子成像(SEI) 。 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失； 既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样 品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远 大于后者。 背景散射电子 背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的 区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子 为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进 行定性成分分析。 入射电子和原子中的内层电子发生非弹性散射作用而损失一 部分能量（几百个eV ），激发内层电子发生电离，形成离 子，该过程称为芯电子激发。除了二次电子外，失去内层电 子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则 特征X射线 向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元 素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。 如果入射电子把外层电子打进内层，原 俄歇 子被激发了．为释放能量而电离出次外层电 (Auger)电 子，叫俄歇电子。 子 主要用于轻元素和超轻元素(除H和He) 的 分析，称为俄歇电子能谱仪。 如果入射电子使试样的原于内电子发生电离， 高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较 阴极荧光 长(在可见光或紫外区) ，称为阴极荧光，可用 作光谱分析，但它通常非常微弱。 各种信