2021年SEM工作原理与使用方法.pdfVIP

精品 pdf资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - SEM的工作原理与使用方法 1、SEM的工作原理 扫描电镜（ SEM）是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。当具有一定能量的 入射电子束轰击样品表面时， 电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非 弹性碰撞，一些电子被反射出样品表面， 而其余的电子则渗入样品中， 逐渐失去其动能， 最后停止运动， 并被样品吸收。 在此过程中有 99%以上的入射电子能量转变成样品热能， 而其余约 1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。 如图 1 所示，这些信号主要包括 二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、 X 射线等。扫描电镜设备就是通过这些信号得到讯息，从而对样品进行分析的。 图 1 入射电子束轰击样品产生的信息示意图 从结构上看， 如图 2 所示，扫描电镜主要由七大系统组成， 即电子光学系统、 探测、 信号处理、显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给 系统。 学习资料 精品 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - 精品 pdf资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 图 2 扫描电子显微镜结构图 图 3 扫描电子显微镜成像原理图 由图 3，可以看出，从灯丝发射出来的热电子，受 2-30KV 电压加速，经两个聚光镜 和一个物镜聚焦后，形成一个具有一定能量，强度和斑点直径的入射电子束，在扫描线 圈产生的磁场作用下，入射电子束按一定时间、空间顺序做光栅式扫描。由于入射电子 与样品之间的相互作用，从样品中激发出的二次电子通过收集极的收集，可将向各个方 向发射的二次电子收集起来。这些二次电子经加速并射到闪烁体上，使二次电子信息转 变成光信号，经过光导管进入光电倍增管，使光信号再转变成电信号。这个电信号又经 视频放大器放大，并将其输入到显像管的栅极中，调制荧光屏的亮度，在荧光屏上就会 出现与试样上一一对应的相同图像。入射电子束在样品表面上扫描时，因二次电子发射 量随样品表面起伏程度（形貌）变化而变化。 故视频放大器放大的二次电子信号是一个交流信号， 用这个交流信号调制显像管栅 极电，其结果在显像管荧光屏上呈现的是一幅亮暗程度不同的，并反映样品表面起伏程 度（形貌）的二次电子像。应该特别指出的是：入射电子束在样品表面上扫描和在荧光 屏上的扫描必须是“同步”，即必须用同一个扫描发生器来控制，这样就能保证样品上 任一“物点”样品 A