超高分辨率场发射扫描电子显微镜JSM-7800F介绍40页PPT
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场发射扫描电子显微镜
（1）检查光阑对中。在更换试样、调整加速电压和探测器类型时需检查光阑是否对中。具体操作方法是打开 调焦摇摆功能，查看高倍数下电子图像是否上下左右摆动，若摆动则调节光阑对中按钮，直至图像仅出现上下摆 动。
（2）检查像散情况。像散是电子光学系统中所形成的磁场或静电场不能满足轴对称要求时产生的。图像聚焦 和消像散是图片质量的重要保证。若反复聚焦后图像仍不清晰，在欠焦和过焦时垂直方向上出现模糊并拉长的现 象，则说明有像散存在，需要调节像散。正常情况下也会出现像散，可通过观察状态栏中的像散值查看是否处于 正常状态。若X或Y轴的像散值小于30%，则说明像散处于正常状态；若像散值大于30%，则说明像散处于非正常状 态。产生像散的原因是多方面的，如透镜材料不均匀、极靴孔之间对中不好以及加工精度影响等，而电镜在使用 过程中电子通道周围部分被污染而带电是产生像散的主要原因。以ULTRA PLUS扫描电子显微镜为例，其电子通 道的污染会形成一个局部的静电场，干扰电子束的正常聚焦。虽然电镜中设置八极电磁式消像散器，可产生一个 弱的校正磁场，但其作用是有限的。若电子通道污染，则需清洗光阑和其他电子束通道部位来消除像散。
总结
场发射扫描电子显微镜的日常维护中，操作人员应定期检查仪器设备的环境条件、光学系统、真空系统及附 件设施，确保仪器在最佳工作状态下使用。试样的前处理好坏对场发射扫描电子显微镜的维护保养也有一定的影 响，要保持试样清洁、干燥和具有良好的导电性、导热性，从加速电压、焦距、探测器模式等多方面正确处理特 性各异的试样。操作时，应注意观察电镜状态，洞察非常态现象，将故障防患于未然；出现故障时要冷静分析， 从报错、操作状态着手，首先排除软件故障，再分析硬件故障，必要时及时与厂商专业维修人员沟通。总之，细 心的日常维护和及时的故障排除能有效降低电镜使用成本，延长使用寿命 。
（2）检查像散情况。像散是电子光学系统中所形成的磁场或静电场不能满足轴对称要求时产生的。图像聚焦 和消像散是图片质量的重要保证。若反复聚焦后图像仍不清晰，在欠焦和过焦时垂直方向上出现模糊并拉长的现 象，则说明有像散存在，需要调节像散。正常情况下也会出现像散，可通过观察状态栏中的像散值查看是否处于 正常状态。若X或Y轴的像散值小于30%，则说明像散处于正常状态；若像散值大于30%，则说明像散处于非正常状 态。产生像散的原因是多方面的，如透镜材料不均匀、极靴孔之间对中不好以及加工精度影响等，而电镜在使用 过程中电子通道周围部分被污染而带电是产生像散的主要原因。以ULTRA PLUS扫描电子显微镜为例，其电子通 道的污染会形成一个局部的静电场，干扰电子束的正常聚焦。虽然电镜中设置八极电磁式消像散器，可产生一个 弱的校正磁场，但其作用是有限的。若电子通道污染，则需清洗光阑和其他电子束通道部位来消除像散。
总结
场发射扫描电子显微镜的日常维护中，操作人员应定期检查仪器设备的环境条件、光学系统、真空系统及附 件设施，确保仪器在最佳工作状态下使用。试样的前处理好坏对场发射扫描电子显微镜的维护保养也有一定的影 响，要保持试样清洁、干燥和具有良好的导电性、导热性，从加速电压、焦距、探测器模式等多方面正确处理特 性各异的试样。操作时，应注意观察电镜状态，洞察非常态现象，将故障防患于未然；出现故障时要冷静分析， 从报错、操作状态着手，首先排除软件故障，再分析硬件故障，必要时及时与厂商专业维修人员沟通。总之，细 心的日常维护和及时的故障排除能有效降低电镜使用成本，延长使用寿命 。
扫描电镜分析简介 ppt课件
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扫描电镜的主要性能
放大倍数 分辨率 景深
ppt课件
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扫描电镜的主要性能
放大倍数
M=AC/AS
式中AC是荧光屏上图像的边长， AS是电子束在样品 上的扫描振幅。
目前大多数商品扫描电镜放大倍数为20-20000倍，介 于光学显微镜和透射电镜之间。
分辨率
对微区成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对 成像而言，它是指能分辨两点之间的最小距离。
扫描电镜显微分析简介
ppt课件
1
扫描电子显微镜
ppt课件
2
扫描电子显微镜
ppt课件
3
扫描电镜显微分析简介
概况 扫描电镜的优点 扫描电镜成像的物理信号 扫描电镜的工作原理 扫描电镜的构造 扫描电镜的主要性能 显微镜简称扫描电镜，英文缩 写：SEM。为适应不同要求，在扫描电镜 上安装上多种专用附件，实现一机多用， 使扫描电镜成为同时具有透射电子显微镜 （TEM）、电子探针X射线显微分析仪 （EPMA）、电子衍射仪（ED）等多种功 能的一种直观、快速、综合的表面分析仪 器。
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9
扫描电镜的工作原理
扫描电镜成像与电视显象相似。扫描电镜图像按一定时间 空间顺序逐点扫描形成，并在镜体外显像管荧光屏幕上显 示出来。
由电子枪发射的能量达30keV的电子束，经会聚透镜和物 镜缩小聚焦，在试样表面形成具有一定能量、一定强度、 极小的点状电子束。在扫描线圈磁场作用下，电子束在试 样表面上按一定的时间、空间顺序作光栅式逐点扫描。
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10
扫 描 电 镜 成
像
示
意
图
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扫描电镜的工作原理
场发射扫描电子显微镜
场发射扫描电子显微镜一、场发射扫描电子显微镜大体原理被加速的高能电子束照射到样品上(在高真空状态下)，入射电子束与样品彼此作用，产生各类信号，通过不同的探测器检测各类不同的信号, 即能够取得有关样品的各类信息。
例如, 最多见的二次电子信息, 就能够直接取得样品表面的图像信息。
场发射扫描电子显微镜(与一般扫描电镜不同的是采纳高亮度场发射电子枪, 从而取得高分辨率的高质量二次电子图象)能够观看和检测非均相有机材料、无机材料及微米、纳米材料样品的表面特点。
是纳米材料粒径测试和形貌观看有效仪器。
可普遍用于生物学、医学、金属材料、高分子材料、化工原料、地质矿物、商品检测、产品生产质量操纵、宝石鉴定、考古和文物鉴定及公安刑侦物分析等。
1. 光学显微镜与扫描电子显微镜光学显微镜是用可见光照射在样品表面，反射光通过一系列玻璃透镜放大后而呈现出样品的放大图象，由于波长和光干与限制, 极限只能观看到小至m左右的颗粒。
与光学显微镜不同，场发射扫描电子显微镜(电子束波长极短)是用电子束在样品表面扫描，电子束轰击样品表面，释放出二次电子和反射电子等，通过二次电子探测器检测二次电子信号, 按相同扫描规律, 在荧光屏上成像。
由于二次电子信号与样品的原子系数大小和入射角有关, 而入射角因样品表面粗糙度(形貌)而转变, 故可直接取得高质量的样品表面形貌图象。
而扫描图象景深大, 取得的二次电子图象有“三维空间成效”(立体感相当好)。
目前, 高分辨率场发射扫描电子显微镜能观看到小至1nm (对一般样品一样只能观看几纳米以上的样品)左右的颗粒。
2. 电子束与样品的彼此作用入射电子照射到样品上，其中一部份几乎不损失其能量地在样品表面被弹性散射回来，把这一部份电子称为背散射电子(BE)；若是样品超级薄，那么入射电子的一部份会穿过样品，将这一部份电子称为透射电子(TE)；其余电子的全数能量都在样品内消耗掉而为样品所吸收，即为吸收电子(AE)；另外，入射电子会将样品表面(大约10nm)层的电子打出样品表面，发射出能量极小(<50eV)的二次电子(SE)，其中也包括由于俄歇(Auger)效应而产生的具有特点能量的俄歇电子。
JSM-7800F扫描电镜
能获得数百纳米的细微结构 的彩色面分布图 减少电流量
提高空间分辨率，能进行 100纳米级清晰的面分布测试。
11 Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.
JSM-7800F的特长
Point.1
浸没式肖特基场发射电子枪
大电流(200nA 15kV)、长时间稳定、长寿命 (发射体保证3年)
PPooinint.t2.2
超超级级混混合合式式物物镜镜 :: SSHHLL
①超高分辨率(1kV 1.2nm➡选配功能0.8nm@1kV ） ②①②最超最适高适合分合于于辨磁率磁性(性1材材kV料料1的的.2观观nm察察➡和和选EE配BBSS功DD分分能析析0.8((n样样m@品品1k附附V 近近）没没有有磁磁场场))
JEOL Only
测试时间60秒
（实时）
用定性图谱的测试时间可进行元素面分布 用低加速电压可在短时间内进行高空间分辨率的元素面分布测试
9 Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.
应用实例2. 高空间分辨率的EDS分析 样品 ： IC 截面 定量面分布 (重量%)
是JEOL独自研发的新型卓越透镜
13 Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.
Semi-in-lens和Out-lens的不同和特长
Semi-in-lens物镜超级混合式物镜Out-lens物镜
工作距离短
透镜磁场
①超高分解率观察
工作距离短 擅长高分辨率观察
Copyright(C)JEOL Ltd., All Rights Reserved.
We Provide JSEuOpLe介r H绍ybrid Lheignhs performance
提高空间分辨率，能进行 100纳米级清晰的面分布测试。
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JSM-7800F的特长
Point.1
浸没式肖特基场发射电子枪
大电流(200nA 15kV)、长时间稳定、长寿命 (发射体保证3年)
PPooinint.t2.2
超超级级混混合合式式物物镜镜 :: SSHHLL
①超高分辨率(1kV 1.2nm➡选配功能0.8nm@1kV ） ②①②最超最适高适合分合于于辨磁率磁性(性1材材kV料料1的的.2观观nm察察➡和和选EE配BBSS功DD分分能析析0.8((n样样m@品品1k附附V 近近）没没有有磁磁场场))
JEOL Only
测试时间60秒
（实时）
用定性图谱的测试时间可进行元素面分布 用低加速电压可在短时间内进行高空间分辨率的元素面分布测试
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应用实例2. 高空间分辨率的EDS分析 样品 ： IC 截面 定量面分布 (重量%)
是JEOL独自研发的新型卓越透镜
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Semi-in-lens和Out-lens的不同和特长
Semi-in-lens物镜超级混合式物镜Out-lens物镜
工作距离短
透镜磁场
①超高分解率观察
工作距离短 擅长高分辨率观察
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场发射扫描电镜介绍演示文稿
侧重点
冷场发射 JSM-7500F 1.0nm(15kV)
1.5nm(1kV)
~2nA 5%/12h需要Flash
300K
10-8Pa
0.3-0.5eV 保证1年
~US$1,500 有限 EDS
高分辨图像观察
热场发射 JSM-7100F 1.2nm(15kV)
3.0nm(1kV)
200n A
1%/24h; 0.2%/h;
Deceleration electrode Electrode
Upper detector
Electrode Acceleration electrode
Objective lens
Specimen
第28页，共45页。
r能量过滤—成像模式及信息
r能量过滤
过滤模式
探测电子
探测信息
标准Sb 二次电子（SE） 表面形貌
欢迎光临网站
http://www.jeol.co.jp
第7页，共45页。
JEOL扫描电镜的发展历史
JEOL has been the leader in SEM technology development for almost 50 years.
Secondary electron image with Sb Mode
Backscattered electron image
Gold Labeled Cells
Specimen courtesy of
Dr. Hyatt, CSIRO, Australia
第31页，共45页。
r能量过滤—成像模式及信息
第8页，共45页。
JEOL扫描电镜 序列
钨灯丝 JSM-IT300 JSM-6510
冷场发射 JSM-7500F 1.0nm(15kV)
1.5nm(1kV)
~2nA 5%/12h需要Flash
300K
10-8Pa
0.3-0.5eV 保证1年
~US$1,500 有限 EDS
高分辨图像观察
热场发射 JSM-7100F 1.2nm(15kV)
3.0nm(1kV)
200n A
1%/24h; 0.2%/h;
Deceleration electrode Electrode
Upper detector
Electrode Acceleration electrode
Objective lens
Specimen
第28页，共45页。
r能量过滤—成像模式及信息
r能量过滤
过滤模式
探测电子
探测信息
标准Sb 二次电子（SE） 表面形貌
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第7页，共45页。
JEOL扫描电镜的发展历史
JEOL has been the leader in SEM technology development for almost 50 years.
Secondary electron image with Sb Mode
Backscattered electron image
Gold Labeled Cells
Specimen courtesy of
Dr. Hyatt, CSIRO, Australia
第31页，共45页。
r能量过滤—成像模式及信息
第8页，共45页。
JEOL扫描电镜 序列
钨灯丝 JSM-IT300 JSM-6510
扫描电子显微镜PPT课件
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扫描电子显微镜
引言 扫描电镜结构原理 扫描电镜图象及衬度 扫描电镜结果分析示例 扫描电镜的主要特点
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18
引言
扫描电子显微镜的简称为扫描电镜，英文缩写 为 SEM (Scanning Electron Microscope)。SEM 与 电子探针（EPMA）的功能和结构基本相同，但SEM 一般不带波谱仪（WDS）。它是用细聚焦的电子束 轰击样品表面，通过电子与样品相互作用产生的二 次电子、背散射电子等对样品表面或断口形貌进行 观察和分析。现在SEM都与能谱（EDS）组合，可以 进行成分分析。所以，SEM也是显微结构分析的主 要仪器，已广泛用于材料、冶金、矿物、生物学等 领域。
入射电子与试样相互作用后，能量耗尽的电子称吸收 电子。吸收电子的信号强度与背散射电子的信号强度相 反，即背散射电子的信号强度弱，则吸收电子的强度就 强，反之亦然，所以吸收电子像的衬度与背散射电子像 的衬度相反。通常吸收电子像分辨率不如背散射电子像， 一般很少用。
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16
各种信息的作用深度
从图中可以看出， 俄歇电子的穿透 深度最小，一般 穿透深度小于 1nm，二次电子 小于10nm。
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11
特征X射线能级图
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俄歇过程和俄歇电子
当一束电子﹑离子﹑光子或者其它入射源照射在固体 表层时,表层原子某一芯层K 能级上的一个电子受入射粒子 撞击后飞离该能级，原子由基态进入受激状态。 原子的退 激过程包含着下述一种非辐射过程(见图7.1)。即:由不在同 一芯层L 能级上的一个电子跃迁，去填补受激后在K 层初次 产生的空穴；多余的能量诱发能级等同或低于填补电子原 来所在L能级上的另一个电子发射。原子处于退激后的状态。 这种非辐射过程被命名为俄歇过程。退激过程发射的电子 就是俄歇电子。
超高分辨率场发射扫描电子显微镜JSM-7800F介绍ppt课件
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工作距离长
透镜磁场
②最适合于磁性材料 工作距的离观长察擅长和观EB察S磁D分性析材料和
EBSD分析
semi-in-lens物镜和out-lens物镜的功能评估
semi-in-lens
out-lens
观察绝 缘体
稳定度・重现性
高加速 分辨率
观察绝 缘体
稳定度・重现性
高加速 分辨率
观察 磁性 材料
EBSD
低加速 分辨率
低倍率观察 EDS/WDS
观察 磁性 材料
EBSD
低加速 分辨率
低倍率观察 EDS/WDS
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超级混合式物镜(SHL)的功能评估
超超高高分分辨辨率率F场E发—超射—高扫マ分描ス解电タ能子タF显イE-ト微SルE镜M
JのJSSM書M-7式-870設08F定0介0绍Fのご紹介 JEOL SEM application team
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JSM-7800F的特长
浸没式肖特基场发射电子枪
传统的电子枪
浸没式肖特基电子枪
电子枪
透镜磁场
聚光镜
电子束
电子枪和聚光镜一体化 能高效利用电子枪发出的电子
4 Copyright (C) JEOL Ltd., All Rights Reserved.
电流量约10倍
浸没式肖特基场发射电子枪
传统的电子枪电子枪
探针电流是传统型的10倍以上
工作距离长
透镜磁场
②最适合于磁性材料 工作距的离观长察擅长和观EB察S磁D分性析材料和
EBSD分析
semi-in-lens物镜和out-lens物镜的功能评估
semi-in-lens
out-lens
观察绝 缘体
稳定度・重现性
高加速 分辨率
观察绝 缘体
稳定度・重现性
高加速 分辨率
观察 磁性 材料
EBSD
低加速 分辨率
低倍率观察 EDS/WDS
观察 磁性 材料
EBSD
低加速 分辨率
低倍率观察 EDS/WDS
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超级混合式物镜(SHL)的功能评估
超超高高分分辨辨率率F场E发—超射—高扫マ分描ス解电タ能子タF显イE-ト微SルE镜M
JのJSSM書M-7式-870設08F定0介0绍Fのご紹介 JEOL SEM application team
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JSM-7800F的特长
浸没式肖特基场发射电子枪
传统的电子枪
浸没式肖特基电子枪
电子枪
透镜磁场
聚光镜
电子束
电子枪和聚光镜一体化 能高效利用电子枪发出的电子
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电流量约10倍
浸没式肖特基场发射电子枪
传统的电子枪电子枪
探针电流是传统型的10倍以上
高分辨电子显微分析方法优质PPT资料
透射电子显微镜的分辨率
对于薄试样，物镜的衬度传递函数在很宽的范围内为一定值i时， 高分辨像能很好反映晶体势,表明它有高的分辨率。在实际情况下， 谢尔策离焦量值由下式给出（）：
f 1.2Cs1/ 2
⊿f的符号在欠焦一侧取正值，此时散射波的相位没有乱，在还能成 像的高波数一侧的边界处，有χ(u,v)变为零，此时有：
高分辨电子显微分析方法
高分辨像(HRTEM)的成像原理
高分辨电子显微像的形成
高分辨电子显微像的形成有三个过程： 1、入射电子在物质内的散射； 2、通过物镜后，电子束在后焦面上形成衍射波； 3、在像平面上形成电子显微像。
一、入射电子在物质内的散射：
对于薄膜试样，不考虑电子吸收，试样的作用只引起入射电子的
对于薄膜试样，不考虑电子吸收，试样的作用只引起入射电子的相位变化（相位体近似），试样作用可用透射函数表示： 图a是一种超导氧化物中位错的高分辨像，中心区域的箭头表示存在位错，在位错核芯处可看到晶格畸变。
I x, y x, y x, y 氮电化子硅 显的微晶镜界的和分三辨叉率晶为界：处的高分辨电子显微像。 1 iF C u,v F x, y z exp i u,v 2
Ix, y 1 2 x,yz
高分辨电子显微像的衬度与原子序数的
关系：由于 x有,比y1z小得多的值，在
电子束方向上，由于重原子列具有较大的 势场，因而在重原子列的位置，像强度弱， 轻原子列位置像强度强。右图中，重原子 Tl和Ba的位置出现大黑点，而金属原子列 的周围相对是明亮的，特别是没有氧原子 的空隙，势场最低，像最亮。
expiu,v i u,v 0 和 x,y FFx, y
像的强度变为：I x, y 1 x, yz 2 1 2 x, yz
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超高分辨率场发射扫描电子显微镜 JSM-7800F介绍
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左