扫描电镜和能谱仪操作培训课件

合集下载

1扫描电镜SEMPPT课件

1扫描电镜SEMPPT课件

减速模式
减速模式提高分辨率,减小样品损伤,消除核电效应, 各种信息对表面更为敏感。
能谱
特征X射线的产生是由入射电子激发元素内层电子而 发生的。即内壳层电子被轰击后跳到比费米能级高的能 级上,电子轨道内出现的空位被外层轨道的电子填入时, 放出的能量就是特征X 射线。高能级的电子落入空位时, 要遵从所谓的选择规则(selection rule),只允许满足轨 道量子数l的变化Δl=±1 的特定跃迁。特征X 射线具有 元素固有的能量。所以,将它们展开成能谱后,根据它 的能量值就可以确定元素的种类,而且根据谱的强度分 析就可以确定其含量。
扫描电镜样品室空间较大,进行 较全面的原位分析,放大倍数连 续调节范围大,景深长,分辨本 领较高
分析中心扫描电镜发展
扫描电子显微镜结构、原理
1 2
3
SEM结构
扫描电子显微镜结构、工作原理
电子枪
热发射电子枪
场发射电子枪


优于

定因素:Fra bibliotek磁透镜
旋转对称的磁场对电子束有聚焦作用,能使电子束聚焦 成像。产生这种旋转对称非均匀磁场的线圈装置就是磁透镜.
背散射电子衬度
如果试样表面存在不均 匀的元素分布,则平均原子 序数较大的区域将产生强的 被散射电子信号,因而在被 散射电子像上显示出较亮的 衬度;反之平均原子序数较 小的区域在被散射电子像上 是暗区。因此,根据被散射 电子像的亮暗程度,可判别 出相应区域的原子序数的相 对大小,由此可对金属及合 金的显微组织进行成分分析。
低真空(Helix探头)
Helix探测技术将浸入式透镜和低真空扫描电镜两种技术 成功地组合在一起,在带来超高分辨率的同时,还能在低真 空环境下有效地抑制非导电材料的电荷积累效应。

EVO18电镜操作培训ppt课件

EVO18电镜操作培训ppt课件

2、原子序数效应: 二次电子图像中包含有与原子序数有明显的 依赖关系的背散射电子图像, 因此,二次电子 图像的衬度中也包含了原子序数引起的衬度。
背散射电子像
二次电子像
表面抛光的合金
3、电场和磁场: 电压衬度:正电位——黑区,负电位——亮 区。 不同的磁场强度分布,也可以形成衬度。 4、样品充电(荷电效应) : 导体——不产生电荷 积累,可直接观察。 非导体——局部充 电产生过强衬度,应在 表面镀导电膜。 样品表面充电引起的过强衬度
若SEM分辨能力为10nm,人眼分辨能力 为0.2mm,则
M 有效 0.2( m m) 2 104 10( nm)
第四部分 电镜样品的处理和制备
• • • • • 样品要干燥、洁净,没有挥发性和腐蚀性 物质。 不要用裸手去接触样品和样品台,含有溶 剂的样品要充分去除溶剂。 样品导电性良好。 样品在电子束照射下稳定。 样品要牢固地固定在样品台上。
• 加灯丝电流 • 真空度达到要求后,屏幕右下角的Vac会打 上绿钩 • 点击右边的Gun,选择Beam On • 灯丝电流加载完后,Gun也会打上绿钩
• 样品定位 • 选取 stage/navigation • 双击所要观测样品桩
• 调整样品台高度 • 在TV模式下调整高度
样品台目前所在的位置 选择时,样品台在泄真 空时自动下降到最低点 选择时,SEM显示的工作 距离随样品台的Z方向移 动自动进行更性。特别是磁性粉末样品 会对电子光学系统造成危害。 • 如果是铁磁性块状样品,必须尽可能减小 样品尺寸(不大于3×3mm2),且用导电胶牢 固地固定在样品台上。 • 样品要清洗干净,表面不能有污染。 • 表面导电性不好的样品要镀导电膜。
粉未试样
• 用溶剂或水将粉末超声分散后滴在盖玻片 上,然后将盖玻片固定在样品台上。 • 也可用碳导电胶带固定粉末,并将胶带上 表面与样品台用导电胶连通。 • 样品粘好后,用吸耳球用力将未固定牢固 的粉末吹走,以免污染电镜。 • 镀导电膜。

sem扫描电镜ppt课件

sem扫描电镜ppt课件
II. 背散射电子成像:入射电子与样品接触时,其中一部分几乎 不损失能量地在样品表面被弹性散射回来,这部分电子被称 为背散射电子。背散射电子的产额随样品的原子序数的增大 而增加,因此成像可以反映样品 的元素分布,及不同相成分 区域的轮廓。
ppt课件
18
二次电子像的信号是二次电子,用于表面形貌分析;背散射电子 像的信号是背散射电子,用于成分分析。因此二次电子像对形貌 敏感,背散射电子像对成分敏感。
ppt课件
5
图2 JSM-6301F场发射扫描电镜的结构
ppt课件
6
电子光学系统
组成:电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部 件。
作用:获得扫描电子束、作为产生物理信号的激发 源。
为了获得较高的信号强度和图像分辨率,扫描电子 束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。
ppt课件
7
电子枪
✓ 利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高能量的电子束。目前大 多数扫描电镜采用热阴极电子枪。优点:灯丝价格便宜,真 空要求不高;缺点:发射效率低,发射源直径大,分辨率低。
ppt课件
1
主要内容
SEM的工作原理 SEM的主要结构 SEM的组成部分 SEM的主要性能参数 SEM的优点 应用举例
ppt课件
2
SEM的工作原理
电子枪发射电子束(直径50μm)。电压加速、磁透镜系统汇 聚,形成直径约5nm的电子束。
电子束在偏转线圈的作用下,在样品表面作光栅状扫描,激发 多种电子信号。
ppt课件
15
SEM的主要性能参数
分辨率 放大倍数 景深
ppt课件
16
分辨率
对微区成分分析而言,分辨率是指能分析的最小区域;对成像 而言,它是指能分辨两点间的最小距离。

扫描电镜原理-SEM剖析精品PPT课件

扫描电镜原理-SEM剖析精品PPT课件

能清晰成像。

二次电子的强度主要与样品表面形
貌有关。二次电子和背散射电子共同用于扫描
电镜(SEM)的成像。
特征X射 线
如果入射电子把样品表面原子的内层电子撞 出,被激发的空穴由高能级电子填充时,能 量以电磁辐射的形式放出,就产生特征X射线 ,可用于元素分析。
如果入射电子把外层电子打进内层,原
俄歇 子被激发了.为释放能量而电离出次外层电
d 2a
△F——焦深; d ——电子束直径; 2a——物镜的孔径角
衬度
表面形貌衬度
原子序数衬度
衬度
表面形貌衬度
表面形貌衬度主要是样品表面的凹凸(称为表面地 理)决定的。一般情况下,入射电子能从试详表面 下约5nm厚的薄层激发出二次电子。
原子序数衬度
原子序数衬度指扫描电子束入射试祥时产生的背散 射电子、吸收电子、X射线,对微区内原子序数的 差异相当敏感,而二次电子不敏感。
低原子序 Z
高原子序 Z
高加速电压 kV
低加速电压 kV
1. 电子束斑大小基本不能影响分辨率 2. 而加速电压 kV 和平均原子序 Z 则起决定作用。
信号的方向性
SE 信号 – 非直线传播 通过探头前加有正电压的金属网来吸引
BSE 信号 – 直线发散传播 探头需覆盖面积大
X-射线信号 –直线发散传播
样品腔
SEM控制台
样品腔 样品台
OM & SEM
Comparison
显微镜类 型 OM
SEM
照明源 可见光 电子束
照射方式
成像信息
光束在试样上 以静止方式投

反射光/投射 光
电子束在试样 上作光栅状扫

扫描电镜的结构原理及其操作使用课件

扫描电镜的结构原理及其操作使用课件
具有重要意义。
THANKS
感谢观看
材料内部结构分析
通过扫描电镜观察材料内部不同层次的结构,可以研究材 料的晶体结构、相组成、微织构等,对于材料的性能研究 和优化具有重要意义。
材料元素分布分析
扫描电镜配备的能谱分析仪可以测定材料中元素的种类和 分布情况,对于研究材料的化学成分和元素迁移行为具有 重要作用。
生物医学研究应用案例
01
细胞结构与功能研究
半导体器件结构与性能分 析
扫描电镜可以观察半导体器件的结构和性能 ,如芯片的微观电路结构、缺陷分析等,对 于半导体行业的产品研发和质量监控具有重 要意义。
半导体材料表面形貌与成 分分析
扫描电镜可以观察半导体材料表面的微观形 貌和成分,如硅片、锗片的表面粗糙度和化 学组成,对于半导体材料的研究和质量控制
特点
高分辨率、高景深、高灵敏度、多功能性等。
历史与发展
历史
SEM最早出现于1940年代,但真 正的发展和应用是在1950年代以 后。
发展
经历了多个阶段,从最初的简单 扫描电镜,到现在的场发射扫描 电镜、能量色散X射线谱仪等高级 配置。
应用领域
01
02
03
04
材料科学
用于研究材料的微观结构和性 能,如金属、陶瓷、高分子等
图像扭曲
可能是由于扫描电镜的电子束不稳定或样品表面不平整所 致。解决办法是调整扫描电镜的电子束稳定性或对样品表 面进行预处理。
样品烧蚀
可能是由于样品表面有金属杂质或样品放置不当所致。解 决办法是更换样品或调整扫描电镜的加速电压和电流。
05
扫描电镜应用案例展示
材料科学研究应用案例
材料表面形貌分析
扫描电镜可以用于研究材料表面的微观形貌,如表面粗糙 度、颗粒大小等,对于材料科学的基础研究和应用研究有 重要作用。

扫描电镜(培训资料)

扫描电镜(培训资料)

SEM中的三种主要信号



背散射电子:入射电子在样品中经散射后再从 上表面射出来的电子。反映样品表面不同取向、 不同平均原子量的区域差别。 二次电子:由样品中原子外壳层释放出来,在 扫描电子显微术中反映样品上表面的形貌特征。 X射线:入射电子在样品原子激发内层电子后 外层电子跃迁至内层时发出的光子。
衍射和显微技术部分。
2.3 各种信号的深度和区域大小
可以产生信号的区域称为有效作 用区,有效作用区的最深处为电子有 效作用深度。 但在有效作用区内的信号并不一定 都能逸出材料表面、成为有效的可供 采集的信号。这是因为各种信号的能 量不同,样品对不同信号的吸收和散 射也不同。 随着信号的有效作用深度增加, 作用区的范围增加,信号产生的空间 范围也增加,这对于信号的空间分辨 率是不利的。
扫描电镜应用实例?断口形貌分析?纳米材料形貌分析?在微电子工业方面的应用?在微电子工业方面的应用81断口形貌分析1018号钢在不同温度下的断口形貌82纳米材料形貌分析zno纳米线的二次电子图像多孔氧化铝模板制备的金纳米线的形貌a低倍像b高倍像83在微电子工业方面的应用a芯片导线的表面形貌图bccd相机的光电二极管剖面图
3. 扫描电镜的工作原理


扫描电镜的工作原理 可以简单地归纳为 “光栅扫描,逐点成 像”。 扫描电镜图像的放大 倍数定义为 M=L/l
L显象管的荧光屏尺寸;l电 子束在试样上扫描距离。
4. 扫描电子显微镜的构造


电子光学系统 信号收集及显示系统 真空系统和电源系统
电子光学系统


由电子枪,电磁透镜,扫描线圈和样品室等部件组成。 其作用是用来获得扫描电子束,作为信号的激发源。为了获得较高的信号强 度和图像分辨率,扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径

电镜第二期理论知识培训ppt课件

电镜第二期理论知识培训ppt课件
不容易获得连续均匀的镀层,容易形成岛状结构, 从而掩盖样品的真实表面。
样品制备
表面镀膜最常用的方法有真空蒸发和离子溅射两种方法。
离子溅射也是常用的表面 镀膜方法
其溅射原理见图。
与真空蒸发相比,当金属 薄膜的厚度相同时,利用 离子溅射法形成的金属膜 具有粒子形状小,岛状结 构小的特点。
样品制备
❖ 保持光学系统 正常工作;
❖ 防止样品污染 ❖ 真空度
1.3310-2 --- 1.33 10-3Pa
三. SEM的主要性能指标
(1).放大倍数
K = As Ac
荧光屏上的扫描振幅 电子束在样品上的扫描振幅
放大倍数与扫描面积的关系: (若荧光屏画面面积为10×10cm2)
放大倍数
10× 100× 1,000× 10,000× 100,000×
各种信号的深度和区域大小
二次电子像
二次电子产额δ与二次电子束与试样表面法向夹角有关,δ∝1/cosθ。 因为随着θ角增大,入射电子束作用体积更靠近表面层,作用体积内产生的大 量自由电子离开表层的机会增多;其次随θ角的增加,总轨迹增长,引起价电 子电离的机会增多。
• Edge effect (secondary electron emission differing with surface condition).
在样品表面镀金属层不仅可以防止荷电现象, 换可以减轻由电子束引起的样品表面损伤;增 加二次电子的产率,提高图像的清晰度;并可 以掩盖基材信息,只获得表面信息。
样品制备
一般金属层的厚度在10nm,不能太厚。 镀层太厚就可能会盖住样品表面的细微 ,得不到
样品表面的真实信息。 假如样品镀层太薄,对于样品表面粗糙的样品,

扫描电镜培训资料PPT课件

扫描电镜培训资料PPT课件
F d0 0.02m m
tgc Mtgc
d0临界分辨本领,c 电子束的入射角
第28页/共36页
7. 样品制备
• 扫描电镜的最大优点是样品制备方法简单,对金属和陶瓷 等块状样品,只需将它们切割成大小合适的尺寸,用导电 胶将其粘接在电镜的样品座上即可直接进行观察。
• 对于非导电样品如塑料、矿物等,在电子束作用下会产生 电荷堆积,影响入射电子束斑和样品发射的二次电子运动 轨迹,使图像质量下降。因此这类试样在观察前要喷镀导 电层进行处理,通常采用二次电子发射系数较高的金银或 碳膜做导电层,膜厚控制在20nm左右。
现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1纳米左右。 • 有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调; • 有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平
表面的细微结构 • 试样制备简单。 • 配有X射线能谱仪装置,这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成
分分析。
第4页/共36页
Optical Microscope VS SEM
第1页/共36页
第2页/共36页
第三章 扫描电子显微镜
1. 扫描电镜的优点 2. 电子束与固体样品作用时产生的信号 3. 扫描电镜的工作原理 4. 扫描电镜的构造 5. 扫描电镜衬度像
二次电子像 背散射电子像 6. 扫描电镜的主要性能 7. 样品制备 8. 应用举例
第3页/共36页
1. 扫描电镜的优点 • 高的分辨率。由于超高真空技术的发展,场发射电子枪的应用得到普及,
第33页/共36页
8.3 在微电子工业方面的应用
(a)芯片导线的表面形貌图, (b)CCD相机的光电二极管剖面图。
第34页/共36页
本章重点
电子束与固体样品作用时产生的信号 扫描电镜的工作原理 扫描电镜衬度像( 二次电子像、背散射电子像
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
R 原始值 0 T 0 Z 50~60 束斑 30 加速电压 20KV 样品高度 30 信号种类 SEI
形貌分析步骤
• • • • • 选择信号SEI或者BEC 扫描1聚焦,更高倍聚焦。 扫描2移动,寻找目标。移动有三种方式 扫描3检查,看有没有问题。 定格,保存,取消,下一个。
能谱分析
面扫描步骤
• • • • • • • CPS>5000,Amp time=25.6 Map/line 选择感兴趣的元素和区域,collect image 点掉“quant”,点上“live”(还有全谱面扫,需2h以上) Collect maps 保存 Fileprint
!注意
• 不是我们教的方法,而在我们的设备上 使用的。若有万一,后果自负。 • 有好的方法可以跟我们交流,好的方法 我们会推荐给大家。 • 例如
SEM Lab Training02
操作规程简介
• 操作流程简介 • 不同方向的不同关注
开机顺序
配电箱电源
循环(冷却)水
SEM主机(钥匙) (10秒)SEM电脑 SEM主程序 Vent 装样(换样) Eavc Ready 2min后开“HT” 等够2min 一切复位 关“HT” 形貌分析 能谱分析 EDAX分析器 能谱电脑 能谱主程序
简言之
• 了解SEM两种信号和能谱的能力 • 了解关注的重点,以选择合适的工作条 件 • 了解关注对象 • 多尝试
可以上机了吗??
最重要的——安全注意事项
谢谢!
扫描电镜室:****
不同方向的不同关注
• 形貌 • 相 • 能谱
形貌
例1
选择条件: 喷金 光栅2 无其他要求
纯铝阳极氧化S2006C6
海水腐蚀的铝青铜
工作条件:
5KV光栅3 SS=20外委阳极氧化Al合金缺陷
1005断口

例2
2026
例5 汽车板 两种信号结合来确定“是相还是缝?”
能谱
• 前面的工作做好(样品放对,图像找好, 目标找准)——45% • 理解原理,选好工作条件——45% • 大胆怀疑和尝试——10%
• 一般能谱步骤 • 元素面分布扫描(面扫描)步骤 • 元素线分布扫描(线扫描)步骤
一般能谱步骤
• • • • • • • • • • CPS=1200~3000,DT%=10~40,Amp time=51.2或102.4 Collect image Clear spectrum 或者“雷达” Star/stop EDS collection 或者“秒表” Lsec =20~50s后,“秒表” HPD或者直接Q,看“绿色线”和“峰位”啮合是否完 美 W 保存 “EXT/XY” 下一个样
线扫描步骤
• • • • • • • • • CPS>5000,Amp time=25.6 Map/line 选择感兴趣的元素和区域,collect image 点掉“live”,点上“quant”,可以选择数据类型 划线 Collect line 保存 Display line scan data imageshow image save
装(换)样顺序
关机顺序
关高压 复位并等够2min Vent并取出样品台 关能谱电脑 关EDAX分析器 关能谱主程序
Evac到Ready
关SEM主程序 关SEM电脑 关SEM主机 等15~30min 关配电箱电源 关循环水开关
工作条件
• 室温:15℃~25℃ • 湿度:≤70%
SEM各参数初始值(复位)
相关文档
最新文档