SEM特点仪器分辨本领较高。二次电子像分辨本领可达1.0nm(场发射),3.0nm(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。只要将块状或粉未的、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;11
11 SEM特点 o 仪器分辨本领较高。二次电子像分辨本领可达 1.0nm(场发射),3.0nm(钨灯丝); o 仪器放大倍数变化范围大(从几倍到几十万倍), 且连续可调; o 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); o 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:(简称波谱SEM装上波长色散X射线谱仪WDX)O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。装上半导体样品座附件,可以直接观察晶体管或集成电路的p-n结及器件失效部位的情况。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)。12
12 特点 可做综合分析: o 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。 o 装上半导体样品座附件,可以直接观察晶体管或集 成电路的p-n结及器件失效部位的情况。 o 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)
第一节扫描电子显微镜工作原理及构造电子枪灯丝和高压电源,工作原理聚光镜扫播发生器放大控制扫推放大器电子收集器直径为1~10nm的电子束光电倍增器样品视放大接真空系统荐n>阴极射线管照相13图10-1扫描电子显微镜原理示意图
13 第一节 扫描电子显微镜工作原理及构造 一、工作原理 图10-1扫描电子显微镜原理示意图 直径为1~10nm的电子束
入射电子束5~10nm俄歌电子10.5~2nmE二次电子欧背散射电子特征X射线连续X射线-背散射电子空间分辨率X射线空间分辨率图13-6滴状作用体积14
14
二次电子(secondary electron)二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子由于原子核和外层价电子间的结合能很小,因此外层O的电子比较容易和原子脱离。当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后,可离开原子而变成自由电子。如果这种散射过程发生在比较接近样品表层,那些能量尚大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出变成真空中的自由电子,即二次电子。一个能量很高的入射电子射入样品时,可以产生许多?自由电子,而在样品表面上方检测到的二次电子绝大部分来自价电子。15
15 二次电子 (secondary electron) o 二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。 o 由于原子核和外层价电子间的结合能很小,因此外层 的电子比较容易和原子脱离。当原子的核外电子从入 射电子获得了大于相应的结合能的能量后,可离开原 子而变成自由电子。 o 如果这种散射过程发生在比较接近样品表层,那些能 量尚大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出, 变成真空中的自由电子,即二次电子。 o 一个能量很高的入射电子射入样品时,可以产生许多 自由电子,而在样品表面上方检测到的二次电子绝大 部分来自价电子