材料研究方法7-電子探針

1、1 一一 電子探針顯微分析電子探針顯微分析 電子探針的功能主要是進(jìn)行電子探針的功能主要是進(jìn)行微區(qū)成分分析微區(qū)成分分析。它是在電子光學(xué)和它是在電子光學(xué)和X X射線光譜學(xué)原理的基射線光譜學(xué)原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高效率分析儀器。其礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高效率分析儀器。其原理是用原理是用細(xì)聚焦電子束入射樣品表面，激細(xì)聚焦電子束入射樣品表面，激發(fā)出樣品元素的特征發(fā)出樣品元素的特征X X射線，分析特征射線，分析特征X X射線的波長(zhǎng)（或特征能量）射線的波長(zhǎng)（或特征能量）即可知道樣品即可知道樣品中所含元素的種類（中所含元素的種類（定性分析定性分析），），分析分析X X射線的強(qiáng)度，則可知道樣品中對(duì)應(yīng)元素含射線的

2、強(qiáng)度，則可知道樣品中對(duì)應(yīng)元素含量的多少量的多少（定量分析定量分析）。）。2 電子探針儀鏡筒部分的構(gòu)造電子探針儀鏡筒部分的構(gòu)造大體上和掃描電大體上和掃描電子顯微鏡相同子顯微鏡相同，只是在檢測(cè)器部分使用的是，只是在檢測(cè)器部分使用的是X X射線譜儀射線譜儀，專門用來(lái)檢測(cè)，專門用來(lái)檢測(cè)X X射線的特征波射線的特征波長(zhǎng)或特征能量，以此來(lái)對(duì)微區(qū)的化學(xué)成分進(jìn)長(zhǎng)或特征能量，以此來(lái)對(duì)微區(qū)的化學(xué)成分進(jìn)行分析。行分析。 因此，除專門的電子探針儀外，因此，除專門的電子探針儀外，有相當(dāng)一部有相當(dāng)一部分電子探針儀是作為附件安裝在掃描電鏡或分電子探針儀是作為附件安裝在掃描電鏡或透射電鏡鏡筒上，以滿足微區(qū)組織形貌、晶透射電鏡

3、鏡筒上，以滿足微區(qū)組織形貌、晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分體結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分三位一體同位分析的需要三位一體同位分析的需要。3圖圖7-7-1 1電子探針儀的結(jié)構(gòu)4 電子探針的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)是電子探針的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)是X X射線譜儀射線譜儀，用來(lái)測(cè)定特征波長(zhǎng)的譜儀叫做用來(lái)測(cè)定特征波長(zhǎng)的譜儀叫做波長(zhǎng)分散波長(zhǎng)分散譜儀（譜儀（WDSWDS）或或波譜儀波譜儀。用來(lái)測(cè)定。用來(lái)測(cè)定X X射射線特征能量的譜儀叫做線特征能量的譜儀叫做能量分散譜儀能量分散譜儀（EDSEDS）或或能譜儀能譜儀。5波譜儀 在電子探針中在電子探針中X X射線是由樣品表面以下射線是由樣品表面以下一個(gè)微米至納米數(shù)量級(jí)的作用體積內(nèi)激一個(gè)微米至納米數(shù)量級(jí)的作用體

4、積內(nèi)激發(fā)出來(lái)的，發(fā)出來(lái)的，如果這個(gè)體積中含有多種元如果這個(gè)體積中含有多種元素，則可以激發(fā)出各個(gè)相應(yīng)元素的特征素，則可以激發(fā)出各個(gè)相應(yīng)元素的特征波長(zhǎng)波長(zhǎng)X X射線。射線。 若在樣品上方水平放置一塊具有適當(dāng)若在樣品上方水平放置一塊具有適當(dāng)晶晶面間距面間距d d的晶體的晶體，入射入射X X射線的波長(zhǎng)、入射線的波長(zhǎng)、入射角和晶面間距三者符合布拉格方程射角和晶面間距三者符合布拉格方程2 2dsindsin = 時(shí)，這個(gè)特征波長(zhǎng)的時(shí)，這個(gè)特征波長(zhǎng)的X X射線就射線就會(huì)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈衍射發(fā)生強(qiáng)烈衍射。6圖圖7-27-2分光晶體7 因?yàn)樵谧饔皿w積中發(fā)出的因?yàn)樵谧饔皿w積中發(fā)出的X X射線具射線具有多種特征波長(zhǎng)有多種

5、特征波長(zhǎng)，且它們都以，且它們都以點(diǎn)光點(diǎn)光源的形式向四周發(fā)射源的形式向四周發(fā)射，因此對(duì)一個(gè)，因此對(duì)一個(gè)特征波長(zhǎng)的特征波長(zhǎng)的X X射線來(lái)說(shuō)只有從某些射線來(lái)說(shuō)只有從某些特定的入射方向進(jìn)入晶體時(shí)，才能特定的入射方向進(jìn)入晶體時(shí)，才能得到較強(qiáng)的衍射束。得到較強(qiáng)的衍射束。 左圖示出左圖示出不同波長(zhǎng)的不同波長(zhǎng)的X X射線以不同射線以不同的入射方向入射時(shí)產(chǎn)生各自衍射束的入射方向入射時(shí)產(chǎn)生各自衍射束的情況的情況。若面向衍射束安置一個(gè)接。若面向衍射束安置一個(gè)接收器，便可記錄下不同波長(zhǎng)的收器，便可記錄下不同波長(zhǎng)的X X射射線。圖中右方的平面晶體稱為分光線。圖中右方的平面晶體稱為分光晶體，它晶體，它可以使樣品作用體積內(nèi)

6、不可以使樣品作用體積內(nèi)不同波長(zhǎng)的同波長(zhǎng)的X X射線分散并展示出來(lái)射線分散并展示出來(lái)。8 雖然平面單晶體可以把各種不同波長(zhǎng)的雖然平面單晶體可以把各種不同波長(zhǎng)的X X射線分光展開，但就射線分光展開，但就收集單波長(zhǎng)收集單波長(zhǎng)X X射線射線的效率的效率來(lái)看是來(lái)看是非常低非常低的。因此這種檢測(cè)的。因此這種檢測(cè)X X射線的方法必須改進(jìn)。射線的方法必須改進(jìn)。 如果我們把分光晶體作適當(dāng)?shù)厝绻覀儼逊止饩w作適當(dāng)?shù)貜椥詮澢鷱椥詮澢?，并使并使射線源、彎曲晶體表面和檢測(cè)器窗射線源、彎曲晶體表面和檢測(cè)器窗口位于同一個(gè)圓周上口位于同一個(gè)圓周上，這樣就可以達(dá)到，這樣就可以達(dá)到把把衍射束聚焦衍射束聚焦的目的。的目的。 此時(shí)

7、，整個(gè)此時(shí)，整個(gè)分光晶體只收集一種波長(zhǎng)的分光晶體只收集一種波長(zhǎng)的X X射線，使這種單色射線，使這種單色X X射線的衍射強(qiáng)度大大射線的衍射強(qiáng)度大大提高提高。9 在實(shí)際檢測(cè)在實(shí)際檢測(cè)X X射線時(shí)，點(diǎn)光源發(fā)射的射線時(shí)，點(diǎn)光源發(fā)射的X X射射線在垂直于聚焦圓平面的方向上仍有發(fā)線在垂直于聚焦圓平面的方向上仍有發(fā)散性。分光晶體表面不可能處處精確符散性。分光晶體表面不可能處處精確符合布拉格條件，加之有些分光晶體雖可合布拉格條件，加之有些分光晶體雖可以進(jìn)行彎曲，但不能磨制，因此以進(jìn)行彎曲，但不能磨制，因此不大可不大可能達(dá)到理想的聚焦條件能達(dá)到理想的聚焦條件. . 如果檢測(cè)器上的接收狹縫有足夠的寬度，如果檢測(cè)器

8、上的接收狹縫有足夠的寬度，即使采用不大精確的約翰型聚焦法，也即使采用不大精確的約翰型聚焦法，也是能夠滿足聚焦條件的。是能夠滿足聚焦條件的。10 電子束轟擊樣品后，電子束轟擊樣品后，被轟擊的微區(qū)就是被轟擊的微區(qū)就是X X射線源射線源。要使。要使X X射線分光、聚焦，并被射線分光、聚焦，并被檢測(cè)器接收，兩種常見(jiàn)的譜儀布置形式檢測(cè)器接收，兩種常見(jiàn)的譜儀布置形式分別是分別是直進(jìn)式波譜儀和回轉(zhuǎn)式波譜儀直進(jìn)式波譜儀和回轉(zhuǎn)式波譜儀。 直進(jìn)式波譜儀的直進(jìn)式波譜儀的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)是X X射線照射分光晶射線照射分光晶體的方向是固定的體的方向是固定的，即，即出射角保持不變出射角保持不變，這樣可以使這樣可以使X X射線穿

9、出樣品表面過(guò)程中射線穿出樣品表面過(guò)程中所走的路線相同，也就是所走的路線相同，也就是吸收條件相等吸收條件相等。分光晶體直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)器能在幾個(gè)分光晶體直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)器能在幾個(gè)位置上接收到衍射束，表面試樣被激發(fā)位置上接收到衍射束，表面試樣被激發(fā)的體積內(nèi)存在著相應(yīng)的幾種元素。的體積內(nèi)存在著相應(yīng)的幾種元素。衍射衍射束的強(qiáng)度大小和元素含量成正比束的強(qiáng)度大小和元素含量成正比。11 回轉(zhuǎn)式波譜儀回轉(zhuǎn)式波譜儀的聚焦圓圓心不能移動(dòng)，的聚焦圓圓心不能移動(dòng)，分光晶體和檢測(cè)器在聚焦圓的圓周上以分光晶體和檢測(cè)器在聚焦圓的圓周上以1 1：2 2的角速度運(yùn)動(dòng)，以保證滿足布拉格方程。的角速度運(yùn)動(dòng)，以保證滿足布拉格方程。它

10、比直進(jìn)式波譜儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單它比直進(jìn)式波譜儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單. . 由于出射方向改變很大，在表面不平度由于出射方向改變很大，在表面不平度較大的情況下，由于較大的情況下，由于X X射線在樣品內(nèi)行進(jìn)射線在樣品內(nèi)行進(jìn)路線不同，往往會(huì)因吸收條件變化而造路線不同，往往會(huì)因吸收條件變化而造成分析上的誤差。成分析上的誤差。12分析方法 上圖為一張用波譜儀分析一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的上圖為一張用波譜儀分析一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的譜線圖，橫坐標(biāo)代表波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)代表譜線圖，橫坐標(biāo)代表波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)代表強(qiáng)度。譜線上有許多強(qiáng)度峰，強(qiáng)度。譜線上有許多強(qiáng)度峰，每個(gè)峰在每個(gè)峰在坐標(biāo)上的位置代表相應(yīng)元素特征坐標(biāo)上的位置代表相應(yīng)元素特征X X射線的射線的波長(zhǎng)，峰的高

11、度代表這種元素的含量波長(zhǎng)，峰的高度代表這種元素的含量13 應(yīng)用波譜儀進(jìn)行元素分析時(shí)，應(yīng)注意下面幾個(gè)問(wèn)題：應(yīng)用波譜儀進(jìn)行元素分析時(shí)，應(yīng)注意下面幾個(gè)問(wèn)題： （1）分析點(diǎn)位置的確定。在波譜儀上總帶有一臺(tái)放）分析點(diǎn)位置的確定。在波譜儀上總帶有一臺(tái)放大大100500倍的光學(xué)顯微鏡。顯微鏡的物鏡是特制的，倍的光學(xué)顯微鏡。顯微鏡的物鏡是特制的，即鏡片中心開有圓孔，以使電子束通過(guò)。通過(guò)目鏡即鏡片中心開有圓孔，以使電子束通過(guò)。通過(guò)目鏡可以觀察到電子束照射到樣品上的位置，可以觀察到電子束照射到樣品上的位置，在進(jìn)行分在進(jìn)行分析時(shí)，必須是目的物和電子束重合，其位置正好位析時(shí)，必須是目的物和電子束重合，其位置正好位于光

12、學(xué)顯微鏡目鏡標(biāo)尺的中心交叉點(diǎn)上。于光學(xué)顯微鏡目鏡標(biāo)尺的中心交叉點(diǎn)上。 （2）分光晶體固定后，衍射晶面的面間距不變。）分光晶體固定后，衍射晶面的面間距不變。一一個(gè)分光晶體能夠覆蓋的波長(zhǎng)范圍是有限的，因此它個(gè)分光晶體能夠覆蓋的波長(zhǎng)范圍是有限的，因此它只能測(cè)定某一原子序數(shù)范圍的元素。只能測(cè)定某一原子序數(shù)范圍的元素。如果要分析如果要分析Z=492范圍的元素，則必須使用幾塊晶面間距不同范圍的元素，則必須使用幾塊晶面間距不同的晶體，因此一個(gè)譜儀中經(jīng)常裝有兩塊晶體可以互的晶體，因此一個(gè)譜儀中經(jīng)常裝有兩塊晶體可以互換，而一臺(tái)電子探針儀上往往裝有換，而一臺(tái)電子探針儀上往往裝有26個(gè)譜儀，有時(shí)個(gè)譜儀，有時(shí)幾個(gè)譜儀

13、一起工作，可以同時(shí)測(cè)定幾個(gè)元素。幾個(gè)譜儀一起工作，可以同時(shí)測(cè)定幾個(gè)元素。14能譜儀EDS 各種元素具有自己的各種元素具有自己的X X射線特征波長(zhǎng)，射線特征波長(zhǎng)，特征波長(zhǎng)的大小則取決于能級(jí)躍遷過(guò)程特征波長(zhǎng)的大小則取決于能級(jí)躍遷過(guò)程中釋放出的特征能量中釋放出的特征能量 E E。能譜儀就是能譜儀就是利利用不同元素用不同元素X X射線光子特征能量不同這一射線光子特征能量不同這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行成分分析的。特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行成分分析的。 最終得到一張?zhí)卣髯罱K得到一張?zhí)卣鱔 X射線按能量大小分布射線按能量大小分布的圖譜。的圖譜。15圖7-4 鋰漂移硅能譜儀方框圖16圖圖7-57-5能能譜譜儀儀和和波波譜譜儀儀的的譜譜線

14、線比比較較能譜儀能譜儀波譜儀波譜儀17能譜儀的優(yōu)點(diǎn) （1 1）能譜儀探測(cè)能譜儀探測(cè)X X射線的效率高射線的效率高。因?yàn)?。因?yàn)镾iSi(Li)(Li)探頭可以安放在比較接近樣品的探頭可以安放在比較接近樣品的位置，位置，X X射線信號(hào)直接由探頭收集，不射線信號(hào)直接由探頭收集，不必通過(guò)分光晶體衍射。必通過(guò)分光晶體衍射。 SiSi(Li)(Li)晶體對(duì)晶體對(duì)X X射線的檢測(cè)率極高，因此射線的檢測(cè)率極高，因此能譜儀的靈敏能譜儀的靈敏度比波譜儀高一個(gè)數(shù)量級(jí)度比波譜儀高一個(gè)數(shù)量級(jí)。18 （2 2）能譜儀可在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)分析點(diǎn)內(nèi)能譜儀可在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)分析點(diǎn)內(nèi)所有元素所有元素X X射線光子的能量進(jìn)行測(cè)定和計(jì)射線

15、光子的能量進(jìn)行測(cè)定和計(jì)數(shù)，在幾分鐘內(nèi)可得到數(shù)，在幾分鐘內(nèi)可得到定性分析定性分析結(jié)果，結(jié)果，而波譜儀只能逐個(gè)測(cè)量每種元素的特征而波譜儀只能逐個(gè)測(cè)量每種元素的特征波長(zhǎng)。波長(zhǎng)。 （3 3）能譜儀的結(jié)構(gòu)比波譜儀簡(jiǎn)單，沒(méi)有能譜儀的結(jié)構(gòu)比波譜儀簡(jiǎn)單，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部分，因此穩(wěn)定性和重復(fù)性都機(jī)械傳動(dòng)部分，因此穩(wěn)定性和重復(fù)性都很好。很好。 （4 4）能譜儀不必聚焦，因此對(duì)樣品表面能譜儀不必聚焦，因此對(duì)樣品表面沒(méi)有特殊要求，適合于粗糙表面的分析沒(méi)有特殊要求，適合于粗糙表面的分析工作。工作。19能譜儀的缺點(diǎn) （1 1）能譜儀的分辨率比波譜儀低，能譜儀給能譜儀的分辨率比波譜儀低，能譜儀給出的波峰比較寬，容易重疊。出的

16、波峰比較寬，容易重疊。在一般情況下，在一般情況下， SiSi(Li)(Li)檢測(cè)器的能量分辨率約為檢測(cè)器的能量分辨率約為160160eVeV，而而波譜儀的能量分辨率可達(dá)波譜儀的能量分辨率可達(dá)510510eVeV。 （2 2）能譜儀中因能譜儀中因Si(Li)檢測(cè)器的鈹窗口限制了檢測(cè)器的鈹窗口限制了超輕元素超輕元素X射線的測(cè)量，因此它只能分析原子射線的測(cè)量，因此它只能分析原子序數(shù)大于序數(shù)大于11的元素，而波譜儀可測(cè)定原子序數(shù)的元素，而波譜儀可測(cè)定原子序數(shù)從從4到到92之間的所有元素之間的所有元素。 （3 3）能譜儀的能譜儀的Si(Li)探頭必須保持在低溫狀態(tài)，探頭必須保持在低溫狀態(tài)，因此必須使用液

17、氮冷卻因此必須使用液氮冷卻。20二二 電子探針儀的分析方法及應(yīng)用電子探針儀的分析方法及應(yīng)用 定性分析： 1.定點(diǎn)分析：將電子束固定在需要分析的定點(diǎn)分析：將電子束固定在需要分析的微區(qū)上，用波譜儀分析時(shí)可改變分光晶微區(qū)上，用波譜儀分析時(shí)可改變分光晶體和探測(cè)器的位置，即可得到分析點(diǎn)的體和探測(cè)器的位置，即可得到分析點(diǎn)的X射線譜線；若用能譜儀分析時(shí)，幾分鐘射線譜線；若用能譜儀分析時(shí)，幾分鐘內(nèi)即可直接從熒光屏（或計(jì)算機(jī)）上得內(nèi)即可直接從熒光屏（或計(jì)算機(jī)）上得到微區(qū)內(nèi)全部元素的譜線。到微區(qū)內(nèi)全部元素的譜線。21ZrOZrO2 2(Y(Y2 2OO3 3) )陶瓷析出相與基體的定點(diǎn)分陶瓷析出相與基體的定點(diǎn)分析

18、析（圖中數(shù)字為（圖中數(shù)字為Y Y2 2OO3 3mol% mol% ）22 2.2.線分析：將譜儀（波譜儀或能譜儀）線分析：將譜儀（波譜儀或能譜儀）固定在所要測(cè)量的某一元素特征固定在所要測(cè)量的某一元素特征X X射線射線信號(hào)（波長(zhǎng)或能量）的位置上，使電子信號(hào)（波長(zhǎng)或能量）的位置上，使電子束沿著指定的路徑作直線軌跡掃描，便束沿著指定的路徑作直線軌跡掃描，便可得到這一元素沿該直線的濃度分布曲可得到這一元素沿該直線的濃度分布曲線線。改變譜儀的位置，便可得到另一元。改變譜儀的位置，便可得到另一元素的濃度分布曲線。素的濃度分布曲線。23圖7-7 BaF2晶界的線掃描分析a 形貌像及掃描線位置形貌像及掃描線

19、位置 b O及及Ba元素在掃描線位置上的分布元素在掃描線位置上的分布24 3.3.面分析：電子束在樣品表面作光柵掃面分析：電子束在樣品表面作光柵掃描時(shí)，把描時(shí)，把X X射線譜儀（波譜儀和能譜儀）射線譜儀（波譜儀和能譜儀）固定在接收某一元素特征固定在接收某一元素特征X X射線信號(hào)的射線信號(hào)的位置上，此時(shí)在熒光屏上便可得到該元位置上，此時(shí)在熒光屏上便可得到該元素的面分布圖像。素的面分布圖像。實(shí)際上這也是掃描電實(shí)際上這也是掃描電子顯微鏡內(nèi)用特征子顯微鏡內(nèi)用特征X X射線調(diào)制圖像的一種射線調(diào)制圖像的一種方法方法。圖像中的。圖像中的亮區(qū)表示這種元素的含亮區(qū)表示這種元素的含量較高量較高。若把譜儀的位置固定

20、在另一位。若把譜儀的位置固定在另一位置上，則可獲得另一種元素的濃度分布置上，則可獲得另一種元素的濃度分布圖像。圖像。25圖圖7-8 7-8 Zn-BiZn-Bi2 2OO3 3陶瓷燒結(jié)表面的面分陶瓷燒結(jié)表面的面分布成分分析布成分分析 a 形貌像形貌像 b Bi元素的元素的X射線面分布像射線面分布像26 定量分析定量分析 定量分析時(shí)先測(cè)出試樣中定量分析時(shí)先測(cè)出試樣中Y Y元素的元素的X X射線射線強(qiáng)度，再在同樣條件下測(cè)定純強(qiáng)度，再在同樣條件下測(cè)定純Y Y元素的元素的X X射線強(qiáng)度，然后二者分別扣除背底和計(jì)射線強(qiáng)度，然后二者分別扣除背底和計(jì)數(shù)器死時(shí)間對(duì)所測(cè)值的影響，得到相應(yīng)數(shù)器死時(shí)間對(duì)所測(cè)值的影響

21、，得到相應(yīng)的強(qiáng)度值，把二者相比得到強(qiáng)度比。在的強(qiáng)度值，把二者相比得到強(qiáng)度比。在理想情況下，理想情況下，此強(qiáng)度比就是試樣中此強(qiáng)度比就是試樣中Y Y元素元素的的質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度。 電子探針作微區(qū)分析時(shí)所激發(fā)的作用體電子探針作微區(qū)分析時(shí)所激發(fā)的作用體積大小不過(guò)積大小不過(guò)1010 mm3 3左右。如果分析物質(zhì)左右。如果分析物質(zhì)的密度為的密度為1010g/cmg/cm3 3，則分析區(qū)的重量?jī)H則分析區(qū)的重量?jī)H為為1010-10-10g g。若探針儀的靈敏度為萬(wàn)分之若探針儀的靈敏度為萬(wàn)分之一的話，則分析絕對(duì)重量可達(dá)一的話，則分析絕對(duì)重量可達(dá)1010-14-14g g，因此電子探針是一種因此電子探針是一種微區(qū)

22、分析儀器。微區(qū)分析儀器。27 三三 表面成分分析表面成分分析 離子探針?lè)治鰞x（離子探針?lè)治鰞x（IMAIMA）或二次離子質(zhì)譜儀或二次離子質(zhì)譜儀（SIMSSIMS） 低能電子衍射（低能電子衍射（LEEDLEED） 俄歇電子能譜儀（俄歇電子能譜儀（AESAES） 場(chǎng)離子顯微鏡（場(chǎng)離子顯微鏡（FIMFIM）和原子探針（和原子探針（Atom Atom ProbeProbe） X X射線光電子能譜儀（射線光電子能譜儀（XPSXPS） 掃描隧道顯微鏡（掃描隧道顯微鏡（STMSTM）與原子力顯微鏡與原子力顯微鏡（AFMAFM）281 1、離子探針與二次離子質(zhì)譜、離子探針與二次離子質(zhì)譜儀 離子探針與二次離子質(zhì)譜

23、分析是近年發(fā)展起離子探針與二次離子質(zhì)譜分析是近年發(fā)展起來(lái)的一門微區(qū)分析技術(shù)。應(yīng)用這種技術(shù)，人來(lái)的一門微區(qū)分析技術(shù)。應(yīng)用這種技術(shù)，人們能以很高的靈敏度（們能以很高的靈敏度（ppmppm至至ppbppb級(jí)）對(duì)固級(jí)）對(duì)固體材料的表面和塊體進(jìn)行成分分析、深度分體材料的表面和塊體進(jìn)行成分分析、深度分布分析和圖象分析，分析范圍包括從布分析和圖象分析，分析范圍包括從氫到鈾氫到鈾的所有核元素和它們的同位素。這種技術(shù)既的所有核元素和它們的同位素。這種技術(shù)既彌補(bǔ)了電子探針?lè)治鲈胤秶邢?、靈敏度彌補(bǔ)了電子探針?lè)治鲈胤秶邢?、靈敏度低的許多不足，又具有低的許多不足，又具有同位素分析、深度分同位素分析、深度分析、表

24、面分析等的優(yōu)點(diǎn)。析、表面分析等的優(yōu)點(diǎn)。 29 到目前為止，電子探針儀仍然是微區(qū)成到目前為止，電子探針儀仍然是微區(qū)成分分析最常用的主要工具，總的來(lái)說(shuō)其分分析最常用的主要工具，總的來(lái)說(shuō)其定量分析的精度是比較高的定量分析的精度是比較高的；但是，由；但是，由于高能電子束對(duì)樣品的穿透深度和測(cè)向于高能電子束對(duì)樣品的穿透深度和測(cè)向擴(kuò)展，它擴(kuò)展，它難以滿足薄層表面分析的要求難以滿足薄層表面分析的要求。同時(shí)，同時(shí)，電子探針對(duì)電子探針對(duì)Z11的輕元素的分析的輕元素的分析還很困難還很困難，因?yàn)闊晒猱a(chǎn)額低，特征，因?yàn)闊晒猱a(chǎn)額低，特征X X射射線光子能量小，使輕元素檢測(cè)靈敏度和線光子能量小，使輕元素檢測(cè)靈敏度和定量精度

25、都較差。定量精度都較差。30 離子探針儀離子探針儀利用電子光學(xué)方法把惰性氣利用電子光學(xué)方法把惰性氣體等初級(jí)離子加速并聚焦成細(xì)小的高能體等初級(jí)離子加速并聚焦成細(xì)小的高能粒子束轟擊樣品表面，使之激發(fā)和濺射粒子束轟擊樣品表面，使之激發(fā)和濺射二次離子，經(jīng)過(guò)加速和質(zhì)譜分析，分析二次離子，經(jīng)過(guò)加速和質(zhì)譜分析，分析區(qū)域可降低到區(qū)域可降低到1212 mm直徑和直徑和5050 的深的深度，度，大大改善了表面成分分析的功能大大改善了表面成分分析的功能。 離子探針在分析深度、采樣質(zhì)量、檢測(cè)離子探針在分析深度、采樣質(zhì)量、檢測(cè)靈敏度、可分析元素范圍和分析時(shí)間等靈敏度、可分析元素范圍和分析時(shí)間等方面，均優(yōu)于電子探針，但初

26、級(jí)離子束方面，均優(yōu)于電子探針，但初級(jí)離子束聚焦困難使束斑較大，影響了空間分辨聚焦困難使束斑較大，影響了空間分辨率。率。31表表8-1 8-1 幾種表面微區(qū)成分分析技術(shù)的性能對(duì)比幾種表面微區(qū)成分分析技術(shù)的性能對(duì)比分析性能分析性能電子探針電子探針離子探針離子探針俄歇譜儀俄歇譜儀空間分辨率（空間分辨率（ mm ）0.510.5112120.10.1分析深度（分析深度（ mm ）0.520.52 0.0050.0050.00510%C10%） 15%15%真空度要求（真空度要求（PaPa）1.33 1.33 1010-3-31.33 1.33 1010-6-61.33 1.33 1010- -8 8對(duì)

27、樣品的損傷對(duì)樣品的損傷對(duì)非導(dǎo)體損傷對(duì)非導(dǎo)體損傷大，一般情況大，一般情況下無(wú)損傷下無(wú)損傷損傷嚴(yán)重，屬消耗性損傷嚴(yán)重，屬消耗性分析，但可進(jìn)行剝層分析，但可進(jìn)行剝層損傷少損傷少定點(diǎn)分析時(shí)間（定點(diǎn)分析時(shí)間（s s）1001000.050.051000100032主要應(yīng)用主要應(yīng)用 作為微分析技術(shù)發(fā)展中新的一員，作為微分析技術(shù)發(fā)展中新的一員，離子探針和離子探針和二次離子質(zhì)譜（二次離子質(zhì)譜（SIMSSIMS）分析除具備微分析技術(shù)分析除具備微分析技術(shù)的共同特點(diǎn)外，還擁有許多獨(dú)到的性能的共同特點(diǎn)外，還擁有許多獨(dú)到的性能。大致。大致看來(lái)，目前較能發(fā)揮離子探針二次離子質(zhì)譜分看來(lái)，目前較能發(fā)揮離子探針二次離子質(zhì)譜分析

28、特點(diǎn)的，析特點(diǎn)的，依次是深度分析、表面分析、痕量依次是深度分析、表面分析、痕量微量和微區(qū)微粒的全元素（氫）除外分析、顯微量和微區(qū)微粒的全元素（氫）除外分析、顯微離子圖象分析微離子圖象分析。從應(yīng)用的學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看，除。從應(yīng)用的學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看，除生物醫(yī)學(xué)及同位素科學(xué)尚較薄弱外，生物醫(yī)學(xué)及同位素科學(xué)尚較薄弱外，在金屬科在金屬科學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)、微電子學(xué)、表面科學(xué)、材料學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)、微電子學(xué)、表面科學(xué)、材料科學(xué)、地球及空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等都已得到科學(xué)、地球及空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等都已得到了廣泛的應(yīng)用。了廣泛的應(yīng)用。 33二次離子質(zhì)譜分析的基本過(guò)程二次離子質(zhì)譜分析的基本過(guò)程 利用具有幾利用具有幾KeVKeV能

29、量并經(jīng)過(guò)聚焦的一次離能量并經(jīng)過(guò)聚焦的一次離子束，在樣品上穩(wěn)定地進(jìn)行轟擊，收集子束，在樣品上穩(wěn)定地進(jìn)行轟擊，收集從被轟擊表面微區(qū)（直徑為從被轟擊表面微區(qū)（直徑為11001100mm）濺射出來(lái)的二次離子，用質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行分濺射出來(lái)的二次離子，用質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行分析。在分析過(guò)程中，質(zhì)譜計(jì)不但析。在分析過(guò)程中，質(zhì)譜計(jì)不但可以提可以提供對(duì)應(yīng)于每一時(shí)刻的新鮮表面的多元素供對(duì)應(yīng)于每一時(shí)刻的新鮮表面的多元素分析數(shù)據(jù)，而且還可以提供表面某一元分析數(shù)據(jù)，而且還可以提供表面某一元素分布的二次離子圖象。素分布的二次離子圖象。 34二次離子質(zhì)譜儀二次離子質(zhì)譜儀的功能和特點(diǎn)的功能和特點(diǎn) 可進(jìn)行表面（可進(jìn)行表面（5 5nmnm內(nèi)）及

30、近表面層的成分分內(nèi)）及近表面層的成分分析。析。 可獲得元素的濃度可獲得元素的濃度- -深度剖圖，深度分辨為深度剖圖，深度分辨為5 51010nmnm。 靈敏度很高，可分析靈敏度很高，可分析1010-9-91010-6-6濃度范圍的痕濃度范圍的痕量元素。量元素。 可區(qū)分不同同位素的濃度。可區(qū)分不同同位素的濃度。 可分析最輕的元素可分析最輕的元素- -氫。氫。 可獲得元素的空間分布。可獲得元素的空間分布。 35局限性局限性 是破壞性分析。是破壞性分析。 由于其探測(cè)靈敏度隨所分析的元素以由于其探測(cè)靈敏度隨所分析的元素以及元素所處的基體不同而變化很大，定及元素所處的基體不同而變化很大，定量分析十分復(fù)雜

31、，且需要用其他方法標(biāo)量分析十分復(fù)雜，且需要用其他方法標(biāo)定的標(biāo)樣。定的標(biāo)樣。 分析的精度、準(zhǔn)確性及靈敏度因儀器分析的精度、準(zhǔn)確性及靈敏度因儀器設(shè)計(jì)及每次分析的操作參數(shù)而變。設(shè)計(jì)及每次分析的操作參數(shù)而變。 362 2、低能電子衍射、低能電子衍射 低能電子衍射是利用低能電子衍射是利用1050010500eVeV能量的電子能量的電子入射，通過(guò)入射，通過(guò)彈性背散射電子波彈性背散射電子波的相互干涉產(chǎn)生的相互干涉產(chǎn)生花樣。由于樣品物質(zhì)與電子的強(qiáng)烈相互作用，花樣。由于樣品物質(zhì)與電子的強(qiáng)烈相互作用，常常是參與衍射的樣品體積只是常常是參與衍射的樣品體積只是表面一個(gè)原子表面一個(gè)原子層層；即使是稍高能量（；即使是稍高

32、能量（ 100100eVeV）的電子，也的電子，也限于大約限于大約2323層原子，分別以層原子，分別以二維的方式二維的方式參與參與衍射，仍不足以構(gòu)成真正的三維衍射，只是使衍射，仍不足以構(gòu)成真正的三維衍射，只是使花樣復(fù)雜一些而已?；訌?fù)雜一些而已。 低能電子衍射的這個(gè)重要特點(diǎn)，使它成為固體低能電子衍射的這個(gè)重要特點(diǎn)，使它成為固體表面結(jié)構(gòu)分析表面結(jié)構(gòu)分析的極為有效的工具。的極為有效的工具。37 顯然，保持樣品表面的清潔是十分重要的。據(jù)顯然，保持樣品表面的清潔是十分重要的。據(jù)估計(jì)，在估計(jì)，在1.33 1.33 1010-4-4PaPa真空條件下，只需一真空條件下，只需一秒鐘表面吸附層即可達(dá)到一個(gè)原子

33、單層；真空秒鐘表面吸附層即可達(dá)到一個(gè)原子單層；真空度為度為1.33 1.33 1010-7-7PaPa時(shí)，以原子單層覆蓋表面時(shí)，以原子單層覆蓋表面約需約需10001000秒鐘左右。為此，秒鐘左右。為此，低能電子衍射裝低能電子衍射裝置必須采用無(wú)油真空系統(tǒng)置必須采用無(wú)油真空系統(tǒng)，以離子泵、升華泵，以離子泵、升華泵等抽氣并輔以等抽氣并輔以250250C C左右烘烤，把真空度提左右烘烤，把真空度提高到高到1.33 1.33 1010-8-8PaPa數(shù)量級(jí)。樣品表面用離子數(shù)量級(jí)。樣品表面用離子轟擊凈化，并以液氦冷卻以防止污染。為保證轟擊凈化，并以液氦冷卻以防止污染。為保證吸附雜質(zhì)不產(chǎn)生額外的衍射效應(yīng)，分

34、析過(guò)程中吸附雜質(zhì)不產(chǎn)生額外的衍射效應(yīng)，分析過(guò)程中表面污染度應(yīng)始終低于表面污染度應(yīng)始終低于每平方厘米每平方厘米10101212個(gè)雜質(zhì)個(gè)雜質(zhì)原子原子。38低能電子衍射裝置示意圖39衍射花樣的觀察和記錄 如上圖所示，從電子槍鎢絲發(fā)射如上圖所示，從電子槍鎢絲發(fā)射的熱電子，經(jīng)三級(jí)聚焦杯加速、的熱電子，經(jīng)三級(jí)聚焦杯加速、聚焦并準(zhǔn)直，照射到樣品（靶極）聚焦并準(zhǔn)直，照射到樣品（靶極）表面，束斑直徑約表面，束斑直徑約0.410.41mmmm，發(fā)散度約發(fā)散度約1 1 。樣品處于半球形。樣品處于半球形接收極的中心，兩者之間還有三接收極的中心，兩者之間還有三到四個(gè)半球形的網(wǎng)狀柵極。半球到四個(gè)半球形的網(wǎng)狀柵極。半球形接

35、收極上涂有熒光粉，并接形接收極上涂有熒光粉，并接5 5kVkV正電位，對(duì)穿過(guò)柵極的衍射正電位，對(duì)穿過(guò)柵極的衍射束（由彈性散射電子組成）起加束（由彈性散射電子組成）起加速作用，增加其能量，使之在接速作用，增加其能量，使之在接收極的熒光面上產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的收極的熒光面上產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的低能電子衍射花樣，可從靶極后低能電子衍射花樣，可從靶極后面直接觀察或拍照記錄。面直接觀察或拍照記錄。40低能電子衍射的應(yīng)用 低能電子衍射對(duì)于低能電子衍射對(duì)于表面二維結(jié)構(gòu)分析表面二維結(jié)構(gòu)分析的重要性，的重要性，和和X X射線衍射三維晶體結(jié)構(gòu)分析一樣，是不容射線衍射三維晶體結(jié)構(gòu)分析一樣，是不容置疑的。目前，它已在材料研究的許

36、多領(lǐng)域中置疑的。目前，它已在材料研究的許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，借此還發(fā)現(xiàn)了一些新的表得到了廣泛的應(yīng)用，借此還發(fā)現(xiàn)了一些新的表面現(xiàn)象。面現(xiàn)象。 （1 1）晶體的表面原子排列。）晶體的表面原子排列。 （2 2）汽相沉積表面膜的生長(zhǎng)。）汽相沉積表面膜的生長(zhǎng)。 （3 3）氧化膜的形成。）氧化膜的形成。 （4 4）氣體吸附和催化。）氣體吸附和催化。41-W的（001）表面低能電子衍射花樣a 清潔的表面清潔的表面 b吸附氧原子以后產(chǎn)生的超結(jié)構(gòu)花樣吸附氧原子以后產(chǎn)生的超結(jié)構(gòu)花樣423 3、俄歇電子能譜、俄歇電子能譜儀 當(dāng)原子內(nèi)殼層電子因電離激發(fā)而留下一個(gè)空位當(dāng)原子內(nèi)殼層電子因電離激發(fā)而留下一個(gè)空位時(shí)，由

37、較外層電子向這一能級(jí)躍遷使原子釋放時(shí)，由較外層電子向這一能級(jí)躍遷使原子釋放能量的過(guò)程中，可以能量的過(guò)程中，可以發(fā)射一個(gè)具有特征能量的發(fā)射一個(gè)具有特征能量的X X射線光子射線光子，也可以，也可以將這部分能量交給另外一將這部分能量交給另外一個(gè)外層電子引起進(jìn)一步的電離，從而發(fā)射一個(gè)個(gè)外層電子引起進(jìn)一步的電離，從而發(fā)射一個(gè)具有特征能量的俄歇電子具有特征能量的俄歇電子。檢測(cè)俄歇電子的能。檢測(cè)俄歇電子的能量和強(qiáng)度，可以獲得有關(guān)量和強(qiáng)度，可以獲得有關(guān)表層化學(xué)成分的定性表層化學(xué)成分的定性或定量信息或定量信息，這就是俄歇電子能譜儀的基本分，這就是俄歇電子能譜儀的基本分析原理。析原理。 43俄歇躍遷及其幾率 俄歇

38、躍遷涉及三個(gè)核外電子。普遍的情況應(yīng)該俄歇躍遷涉及三個(gè)核外電子。普遍的情況應(yīng)該是由于是由于A A殼層電子電離，殼層電子電離，B B殼層電子向殼層電子向A A殼層殼層的空位躍遷，導(dǎo)致的空位躍遷，導(dǎo)致C C殼層電子的發(fā)射。殼層電子的發(fā)射。 事實(shí)上，最常見(jiàn)的俄歇電子能量，總是相應(yīng)于事實(shí)上，最常見(jiàn)的俄歇電子能量，總是相應(yīng)于最有可能發(fā)生的躍遷過(guò)程，也即那些給出最強(qiáng)最有可能發(fā)生的躍遷過(guò)程，也即那些給出最強(qiáng)X X射線譜線的電子躍遷過(guò)程。射線譜線的電子躍遷過(guò)程。 顯然，選用強(qiáng)度最高的俄歇電子進(jìn)行檢測(cè)，有顯然，選用強(qiáng)度最高的俄歇電子進(jìn)行檢測(cè)，有助于提高分析的靈敏度。助于提高分析的靈敏度。44主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用領(lǐng)

39、域 俄歇電子譜儀主要是研究俄歇電子譜儀主要是研究固體表面及界固體表面及界面的各種化學(xué)的變化面的各種化學(xué)的變化，通過(guò)成分分布的通過(guò)成分分布的規(guī)律來(lái)研究和解釋許多與表面吸附及偏規(guī)律來(lái)研究和解釋許多與表面吸附及偏聚的物理現(xiàn)象聚的物理現(xiàn)象，從而來(lái)改變和控制元素從而來(lái)改變和控制元素在表面的分布在表面的分布，達(dá)到改善材料性能的目達(dá)到改善材料性能的目的的。454 4、場(chǎng)離子顯微鏡、場(chǎng)離子顯微鏡- -原子探針原子探針 所有所有顯微成像或分析技術(shù)的共同要求是顯微成像或分析技術(shù)的共同要求是盡量減少同時(shí)被檢測(cè)的樣品質(zhì)量，避免盡量減少同時(shí)被檢測(cè)的樣品質(zhì)量，避免過(guò)多的信息被激發(fā)和記錄，以提高它的過(guò)多的信息被激發(fā)和記錄，

40、以提高它的分辨率。分辨率。 由由E.W.ME.W.M llerller在在5050年代開創(chuàng)的場(chǎng)離子年代開創(chuàng)的場(chǎng)離子顯微鏡及其有關(guān)技術(shù)，則是別具一格的顯微鏡及其有關(guān)技術(shù)，則是別具一格的原子直接成像方法，它能清晰地顯示樣原子直接成像方法，它能清晰地顯示樣品表層的原子排列和缺陷，并在此基礎(chǔ)品表層的原子排列和缺陷，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展到利用原子探針鑒定上進(jìn)一步發(fā)展到利用原子探針鑒定其中其中單個(gè)原子的元素類別。單個(gè)原子的元素類別。46圖圖8-3 8-3 場(chǎng)離子顯微鏡的結(jié)構(gòu)場(chǎng)離子顯微鏡的結(jié)構(gòu)47 場(chǎng)離子顯微鏡由一個(gè)玻璃真場(chǎng)離子顯微鏡由一個(gè)玻璃真空容器組成，平坦的底部?jī)?nèi)空容器組成，平坦的底部?jī)?nèi)側(cè)涂有熒光粉

41、，用于顯示圖側(cè)涂有熒光粉，用于顯示圖像。樣品一般采用像。樣品一般采用單晶細(xì)絲，單晶細(xì)絲，通過(guò)電解拋光得到曲率半徑通過(guò)電解拋光得到曲率半徑約為約為10001000埃的尖端埃的尖端，以液氮、，以液氮、液氫或液氦冷卻至深低溫，液氫或液氦冷卻至深低溫，減小原子的熱振動(dòng)，使原子減小原子的熱振動(dòng)，使原子的圖像穩(wěn)定可辨。樣品接的圖像穩(wěn)定可辨。樣品接+ +（10401040）kVkV高壓作為陽(yáng)高壓作為陽(yáng)極，而容器內(nèi)壁（包括觀察極，而容器內(nèi)壁（包括觀察熒光屏）通過(guò)導(dǎo)電鍍層接地，熒光屏）通過(guò)導(dǎo)電鍍層接地，一般用氧化錫，以保持透明。一般用氧化錫，以保持透明。48 儀器工作時(shí)，首先將容器抽真空，然后儀器工作時(shí)，首先將

42、容器抽真空，然后通入成像氣體，例如惰性氣體氦。在樣通入成像氣體，例如惰性氣體氦。在樣品加上足夠高的電壓時(shí)，氣體原子發(fā)生品加上足夠高的電壓時(shí)，氣體原子發(fā)生極化和電離，熒光屏上即可顯示尖端表極化和電離，熒光屏上即可顯示尖端表層原子的清晰圖像，如下圖所示，其中層原子的清晰圖像，如下圖所示，其中每一亮點(diǎn)都是單個(gè)原子的像。每一亮點(diǎn)都是單個(gè)原子的像。49圖圖8-8-4 4 鎢鎢單單晶晶尖尖端端的的場(chǎng)場(chǎng)離離子子顯顯微微鏡鏡圖圖像像50原子探針?lè)治?原子探針可以用來(lái)鑒別場(chǎng)離子像中原子探針可以用來(lái)鑒別場(chǎng)離子像中單個(gè)單個(gè)原子的種類。原子的種類。 常用的常用的原子探針原子探針?lè)治龇椒ㄓ腥N：分析方法有三種：?jiǎn)卧瓎卧?/p>

43、子種類識(shí)別、選區(qū)分析和隨機(jī)區(qū)域分析，子種類識(shí)別、選區(qū)分析和隨機(jī)區(qū)域分析，即沿深度方向的成分剖析。可以根據(jù)研即沿深度方向的成分剖析。可以根據(jù)研究問(wèn)題的性質(zhì)，選用相應(yīng)的究問(wèn)題的性質(zhì)，選用相應(yīng)的原子探針原子探針?lè)址治龇椒āＮ龇椒ā?51場(chǎng)離子顯微鏡的應(yīng)用場(chǎng)離子顯微鏡的應(yīng)用 場(chǎng)離子顯微鏡技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于表面場(chǎng)離子顯微鏡技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于表面原子的直接成像，原子的直接成像，通常只有其中約通常只有其中約10%10%左右的臺(tái)階邊緣原子給出像亮點(diǎn)；在某左右的臺(tái)階邊緣原子給出像亮點(diǎn)；在某些理想情況下，臺(tái)階平面的原子也能成些理想情況下，臺(tái)階平面的原子也能成像，但襯度較差。對(duì)于單晶樣品，圖像像，但襯度較差。對(duì)于單

44、晶樣品，圖像的晶體學(xué)位向特征是十分明顯的。的晶體學(xué)位向特征是十分明顯的。 由于參與成像的原子數(shù)量有限，實(shí)際分由于參與成像的原子數(shù)量有限，實(shí)際分析體積僅約析體積僅約1010-21-21mm3 3，因而場(chǎng)離子顯微因而場(chǎng)離子顯微鏡只能研究在大塊樣品內(nèi)分布均勻的密鏡只能研究在大塊樣品內(nèi)分布均勻的密度較高的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)度較高的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，否則觀察到某一現(xiàn)，否則觀察到某一現(xiàn)象的幾率有限。象的幾率有限。525 5、掃描隧道顯微鏡、掃描隧道顯微鏡 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初期，年代初期，IBMIBM公司蘇黎世公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家GGBinnigBinnig和和HHRoherRoher發(fā)

45、明了掃描隧道顯微鏡。這發(fā)明了掃描隧道顯微鏡。這種新型顯微儀器的誕生，使人類種新型顯微儀器的誕生，使人類能夠?qū)嵞軌驅(qū)崟r(shí)地觀測(cè)到原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)時(shí)地觀測(cè)到原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)，和與表面電子行為有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)表面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)以及對(duì)表面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)以及微電子技術(shù)的研究有著重大意義和重要微電子技術(shù)的研究有著重大意義和重要應(yīng)用價(jià)值。應(yīng)用價(jià)值。53掃描隧道顯微鏡（掃描隧道顯微鏡（STMSTM）的特）的特點(diǎn)點(diǎn) 與與SEMSEM、TEMTEM相比，相比，STMSTM具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨本領(lǐng)高等特點(diǎn)，可在真空、大氣或液體環(huán)分辨本領(lǐng)高等特點(diǎn)，可在真空、大氣或液體環(huán)境下，進(jìn)行境下，進(jìn)行原位動(dòng)態(tài)觀察樣品表面的原子組態(tài)原位動(dòng)態(tài)觀察樣品表面的原子組態(tài)