扫描电子显微镜课件精品教学.pptxVIP

扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是继透射电镜之后发展起来的一种电子显微镜 扫描电子显微镜的成像原理和光学显微镜或透射电子显微镜不同，它是以类似电视摄影的方式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。 扫描电镜能完成： 表(界)面形貌分析； 配置各种附件，做表面成分分析及表层晶体学位向分析等。;SEM;3.1 扫描电镜的特点和工作原理 ;特点;工作原理;供给电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也是供给阴极射线显像管的扫描线圈的电源，此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电子束作同步扫描。 因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电子束的位置是一一对应的。;3.2扫描电镜成像的物理信号 ;一、背散射电子（backscattering electron） ;一、背散射电子（backscattering electron） ;二、二次电子 （secondary electron） ;二、二次电子（secondary electron） ;三、吸收电子（absorption electron） ;三、吸收电子（absorption electron） ;四、透射电子 （transmission electron） ; 样品本身要保持电平衡，入射电子激发固体产生的四种电子信号强度与入射电子强度之间必然满足以下关系： i0=ib+is+ia+it 式中：ip 是入射电子强度； ib 是背散射电子强度； is 是二次电子强度； ia 是吸收电子强度； it 是透射电子强度。; 将上式两边同除以i0，得 η+δ+a+τ=1 式中：η= ib/i0，为背散射系数； δ= is/i0，为二次电子发射系数； a = ia/i0，为吸收系数； τ = it/i0，为透射系数。;随着样品质量厚度增大，透射系数下降，而吸收系数增大；样品背散射系数和二次电子发射系数的和也越大，但达一定值时保持定值。 当样品厚度超过有效穿透厚度后，透射系数等于零。 对于大块样品，同一部位的吸收系数、背散射系数和二次电子发射系数三者之间存在互补关系。 由于二次电子信号强度与样品原子序数没有确定的关系，因此可以认为，如果样品微区背散射电子信号强度大，则吸收电子信号强度小，反之亦然。;五、特征X射线 （characteristic X-ray） ;五、特征X射线（characteristic X-ray） ;六、俄歇电子（Auger electron） ;其它物理信号;1．放大倍数（magnification） 2．分辨率（resolution） 3．景深（depth of field / depth of focus）;1．放大倍数（magnification）;2．分辨率（resolution）;2．分辨率（resolution）;2．分辨率（resolution）;2．分辨率（resolution）;2．分辨率（resolution）;2．分辨率（resolution）;3．景深（depth of field / depth of focus）;3．景深（depth of field / depth of focus）;SEM像衬度;3.4 表面形貌衬度原理及其应用;表面形貌衬度; 若设α为入射电子束与试样表面法线之间的夹角，实验证明，当对光滑试样表面、入射电子束能量大于1kV且固定不变时，二次电子产率δ与α的关系为 δ ∝ 1/cosα; ;实际样品表面的形貌要复杂得多，但形成二次电子像衬度的原理是相同的． 实际样品可以被看作是由许多位向不同的小平面组成的。入射电子束的方向是固定的，但由于试样表面凹凸不平，因此它对试样表面不同处的入射角也是不同的。因而在荧光屏上反映出不同的衬度。; 在电子收集器的栅网上加上+250V的偏压，可以使低能二次电子走弯曲轨道到达电子收集器，这不仅增大了有效收集立体角，提高了二次电子信号强度，而且使得背向收集器的那些区域产生的二次电子，仍有相当一部分可以通过弯曲的轨道到达收集器，有利于显示背向收集器的样品区域细节，而不致于形成阴影。;表面形貌衬度的应用 ;1．材料表面形态（组织）观察;2．断口形貌观察;3．磨损表面