SEM的結(jié)構(gòu)及工作原理課件

只做學(xué)術(shù)交流之用，請(qǐng)勿做商業(yè)用途，轉(zhuǎn)載請(qǐng)說明出處！SEM的結(jié)構(gòu)及工作原理SEM的特點(diǎn)和工作原理

◆1965年第一臺(tái)商用SEM問世;

◆EM能彌補(bǔ)透射電鏡樣品制備要求

很高的缺點(diǎn);

◆景深大;

◆放大倍數(shù)連續(xù)調(diào)節(jié)范圍大;

◆分辨本領(lǐng)比較高；掃描電鏡能完成：表（界）面形貌分析；配置各種附件，做表面成分分析及表層晶體學(xué)位向分析等。掃描電鏡的成像原理，和透射電鏡大不相同，它不用什么透鏡來進(jìn)行放大成像，而是象閉路電視系統(tǒng)那樣，逐點(diǎn)逐行掃描成像。掃描電鏡由六個(gè)系統(tǒng)組成

(1)電子光學(xué)系統(tǒng)（鏡筒）

(2)掃描系統(tǒng)

(3)信號(hào)收集系統(tǒng)

(4)圖像顯示和記錄系統(tǒng)

(5)真空系統(tǒng)

(6)電源系統(tǒng)由電子槍發(fā)出的電子，經(jīng)過2-3個(gè)電子透鏡聚焦后，在樣品表面按順序逐行進(jìn)行掃描，激發(fā)樣品產(chǎn)生各種物理信號(hào)，如二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子等。（1）

背散射電子入射電子與試樣作用，產(chǎn)生彈性或非彈性散射后離開試樣表面的電子稱為背散射電子。通常背散射電子的能量較高，基本上不受電場(chǎng)的作用而呈直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入檢測(cè)器。背散射電子的強(qiáng)度與試樣表面形貌和組成元素有關(guān)。－－－－背散射電子二次電子樣品真空(3)特征X射線特征X射線試原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)以后在能級(jí)躍遷過程中直接釋放的具有特征能量和波長(zhǎng)的一種電磁波輻射。X射線一般在試樣的500nm-5mm深處發(fā)出。各元素都有自己的特征X射線，因此可用來進(jìn)行微區(qū)成分分析。（4）俄歇電子如果原子內(nèi)層電子能級(jí)躍遷過程中釋放出來的能量不是以X射線的形式釋放而是用該能量將核外另一電子打出，脫離原子變?yōu)槎坞娮樱@種二次電子叫做俄歇電子。因每一種原子都由自己特定的殼層能量，所以它們的俄歇電子能量也各有特征值，能量在50-1500eV范圍內(nèi)。俄歇電子是由試樣表面極有限的幾個(gè)原子層中發(fā)出的，這說明俄歇電子信號(hào)適用與表層化學(xué)成分分析。SE+BSESENiHV:2kVMag:20kXSample:Ni/AlCompoundmaterial一、放大倍數(shù)掃描電鏡的放大倍率M取決于顯像管熒光屏尺寸S2和入射束在試樣表面掃描距離S1之比，即掃描電鏡的主要性能12SSM=二、分辨率掃描電鏡的分辨率有兩重意義：對(duì)微區(qū)成分而言，它是指能分析的最小區(qū)域；對(duì)成像而言，它是指能分辨兩點(diǎn)之間的最小距離。這兩者主要決定入射電子束的直徑，但并不直接等于直徑。二是由所接收信號(hào)的激發(fā)區(qū)域半徑?jīng)Q定。

SEM的分辨本領(lǐng)與以下因素有關(guān)：1)入射電子束束斑直徑入射電子束束斑直徑是掃描電鏡分辨本領(lǐng)的極限。熱陰極電子槍的最小束斑直徑6nm，場(chǎng)發(fā)射電子槍可使束斑直徑小于3nm。

入射束有效束斑直徑隨物理信號(hào)不同而異，分別等于或大于入射斑的尺寸。因此，用不同的物理信號(hào)調(diào)制的掃描象有不同的分辨本領(lǐng)。二次電子掃描象的分辨本領(lǐng)最高，約等于入射電子束直徑，一般為6-10nm，背散射電子為50-200nm，吸收電子和X射線為100-1000nm。

影響分辨本領(lǐng)的因素還有信噪比、雜散電磁場(chǎng)和機(jī)械震動(dòng)等。

SEM景深很大。它的景深取決于分辨本領(lǐng)和電子束入射半角