文档介绍：第三章扫描电子显微镜Light vs Electron Microscope?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。 扫描电镜的特点和工作原理特点?仪器分辨本领较高。(场发射),(钨灯丝);?仪器放大倍数变化范围大(从几倍到几十万倍),且连续可调;?图像景深大,富有立体感。可直接观察起伏较大的粗糙表面(如金属和陶瓷的断口等);?试样制备简单。只要将块状或粉末的、导电的或不导电的试样不加处理或稍加处理,就可直接放到SEM中进行观察。一般来说,比透射电子显微镜(TEM)的制样简单,且可使图像更近于试样的真实状态;特点?可做综合分析。SEM装上波长色散X射线谱仪(WDX)(简称波谱仪)或能量色散X射线谱仪(EDX)(简称能谱仪)后,在观察扫描形貌图像的同时,可对试样微区进行元素分析。?装上不同类型的试样台和检测器可以直接观察处于不同环境(加热、冷却、拉伸等)中的试样显微结构形态的动态变化过程(动态观察)。工作原理扫描电子显微镜结构原理框图扫描电镜的成像原理,和透射电镜大不相同,它不是用电磁透镜放大成像,而是逐点逐行扫描成像。?由电子枪发射出来的电子束,在加速电压作用下,经过2-3个电磁透镜聚焦后,会聚成一个细的电子束。在末级透镜上边装有扫描线圈,在它的作用下电子束在样品表面按顺序逐行进行扫描。?高能电子束与样品物质的交互作用,激发样品产生各种物理信号,如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子和透射电子等。其强度随样品表面特征而变化。?这些物理信号分别被相应的收集器接受,经放大器按顺序、成比例地放大后,送到显像管,调制显像管的亮度。?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。工作原理?扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法,把样品表面不同的特征,按顺序、成比例地转换为视频传号,完成一帧图像,从而使我们在荧光屏上得到与样品表面特征相对应的图像——某种信息图,如二次电子像、背散射电子像等。画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。?扫描电镜成像所用的物理信号是电子束轰击固体样品而激发产生的。具有一定能量的电子,当其入射固体样品时,将与样品内原子核和核外电子发生弹性和非弹性散射过程,激发固体样品产生多种物理信号。入射电子轰击样品产生的物理信号一、背散射电子(backscattering electron)?背散射电子是指被固体样品中的原子反弹回来的一部分入射电子。?其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。?弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来的散射角大于90?的那些入射电子,其能量基本上没有变化。?弹性背散射电子的能量为数千到数万电子伏。?非弹性背散射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射而造成的,不仅能量变化,方向也发生变化。?如果有些电子经多次散射后仍能反弹出样品表面,这就形成非弹性背散射电子。