扫描式电子显微镜原理简介演示文稿.pptVIP

3.X射线：当内层电子被击出后，外层电子掉入内层电子轨道而发出X射线，由此可分析元素成分。 4.俄歇电子：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时，多余能量转移给外层电子，使外层电子挣脱原子核的束缚，成为俄歇电子。可用于化学元素分析，由于其激发深度（5～10nm）远小于X射线，因此具有更高的空间分辨率。 5. 背散射衍射电子：当背散射电子满足布拉格衍射条件时，会产生衍射，形成菊池线，携带了样品的晶体学信息。EBSD 可供SEM侦测的其它信号: 当前第30页\共有41页\编于星期四\0点 扫描式电子显微镜原理简介演示文稿 当前第1页\共有41页\编于星期四\0点 （优选）扫描式电子显微镜原理简介 当前第2页\共有41页\编于星期四\0点 OM，TEMSEM的比较表 当前第3页\共有41页\编于星期四\0点 扫描电镜的优点 高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射电子枪的应用得到普及，现代最先进的扫描电镜的分辨率已经达到0.6纳米左右，钨灯丝扫描电镜的分辨率一般在3nm左右。 有较高的放大倍数，20-40万倍（钨灯丝4~10万倍）之间连续可调； 有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构 试样制备简单。 不仅仅是一个放大镜。可选配X射线能谱仪和EBSD系统，这样可以同时进行显微组织性貌的观察、微区成分分析和微区晶体学分析。 当前第4页\共有41页\编于星期四\0点 Optical Microscope VS SEM 当前第5页\共有41页\编于星期四\0点 扫描式电镜结构原理图 电子显微镜分为四部分： 1.照明系统 2.成像电磁透镜系统 3.样品室、真空及电气系统 4.影像侦测记录系统 当前第6页\共有41页\编于星期四\0点 扫描式电子显微镜放大原理 当前第7页\共有41页\编于星期四\0点 一.照明系统 1.电子枪：发射电子束的电子源。 2.聚光镜：其作用主要是把电子枪的束斑逐渐缩小，是原来直径约为50mm的束斑缩小成一个只有数nm的细小束斑。扫描电镜一般有三个聚光镜，前两个透镜是强透镜，用来缩小电子束光斑尺寸。第三个聚光镜是弱透镜，具有较长的焦距，在该透镜下方放置样品可避免磁场对二次电子轨迹的干扰。 当前第8页\共有41页\编于星期四\0点 电子枪的结构 1.阴极:钨丝等 2.栅极:威尔罩 3.阳极 当前第9页\共有41页\编于星期四\0点 电子枪的分类 作为阴极的电子源有三类： （1）钨丝 （2）LaB6丝 以上两类都是由热游离原理产生电子； （3）场发射枪，由强电场将电子吸出，即由场发射原理产生电子。 当前第10页\共有41页\编于星期四\0点 钨丝电子源 右图是钨丝电子源，使用钨丝时乃直接加热。钨丝成Ｖ形，当达到足够温度时(一般操作温度为2700Ｋ)，发射电子束。其寿命在10-6Torr的真空下平均约40—80小时,TESCAN VEGAⅡ的灯丝寿命约为150~200小时。 当前第11页\共有41页\编于星期四\0点 场发射枪 右图是场发射枪,它由场发射原理产生电子。场发射枪加负电压于金属尖端上,所加强电场由此尖端吸出电子而形成发射电流。场发射枪拥有比钨灯丝枪小得多的斑和高得多的亮度。 场发射枪的灯丝寿命约为8000~10000小时。 场发射枪分为热场发射和冷场发射两种。 当前第12页\共有41页\编于星期四\0点 二.成像电磁透镜系统 1.聚光镜 分类：单聚光镜式 双聚光镜式 作用:将电子枪发出的电子会聚于样品表面,并调节样品平面处的电子束孔径角、电流密度和照明光斑半径。照明光斑过大时，会使样品受热产生热漂移和污染。为了有效解决这个问题，较新的电镜一般都采用双聚光镜系统。 当前第13页\共有41页\编于星期四\0点 扫描式电子显微镜的透镜系统 M1=b1/a1 M2=b2/a2 M3=b3/a3 Cross Over Point(d0) 透镜系统中的所用透镜都是缩小透镜，起缩小光斑的作用。缩小透镜将电子枪发射的直径30μm电子束缩小成几十埃，由两个聚光镜和一个末透镜完成，三个透镜的总缩小率约为2000~3000倍。 当前第14页\共有41页\编于星期四\0点 扫描式电子显微镜的透镜系统 M1=b1/a1 M2=b2/a2 M3=b3/a3 Cross Over Point(d0) 两个聚光镜分别是第一聚光镜和第二聚光镜，可将在阳极孔附近形成的交叉点缩小。 物镜有两个极靴，分别为上极靴和下极靴。通常用纯铁或铁钴合金作为极靴材料，并要求有高饱和磁通密度、磁导率高、机械加工性能好、化学性能稳定等。 当前第15页\共有41页\编于星期四\0点 球差 (Spherical Aberration) 简单薄透镜 Simple thin lens