场发射扫描电镜介绍共48页
日立S-4700场发射扫描电镜介绍
调节样品台位置的五个轴
高度调节（Z轴）
样品室 旋转调节（R） 倾斜调节（T） 纵向调节（Y轴）
横向调节（X轴）
更换样品时五个轴的位置
X
12.5mm
Y
12.5mm
Z
12.0mm
R
0°
T
0°
样品预抽室
预抽室阀门 顺时针为关 逆时针为开
预抽室
样品更换杆
注意！不要用手握杆来 打开预抽室，以免损坏 或弯曲。
准样品台上的螺丝孔旋入，不可过紧。
• 拉出样品台，并锁紧。 • 关闭预抽室阀门。 • 按下AIR开关。 • 待预抽室达到大气压后，打开预抽室旋下
样品。
S-4700显示单元
高压状态
放大倍数
高压状态显示条
加高压（未加高压时显示ON） 加速电压值 发射电流值 取出电压值
关高压
点击可打开HV Control对话框
样品的放置和更换
• 必须戴干净手套更换样品。 • 必须使用高度规调整好样品的高度。 • 导电胶的溶剂必须完全挥发掉才可以将
样品放入样品室。 • 用导电胶带容易引起样品漂移，并带有
挥发性物质，应尽可能用最少量以减少 对镜筒的污染。
测量样品高度的高度规
场发射扫描电子显微镜
（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 。
场发射扫描电子显微镜参数
场发射扫描电子显微镜参数：1．工作条件:1.1电源: 230V (-6%/+10%) / 50Hz (±1%)1.2 主机功耗：< 3.0 kV A1.3运行环境温度: 17-23 C1.4运行环境：相对湿度< 80% (无冷凝)1.5残余交流磁场<100nT (非同步频率)；<300nT (同步频率)1.6噪音：< 60 dBC1.7干燥无油压缩空气4-6 bar1.8仪器运行的持久性：可连续运行2．设备用途：2.1高分辨扫描电子显微分析系统主要用于纳米材料的超高分辨微观形貌观察和微区分析。
独特的双物镜设计以及低电压成像技术，对导电性不好的样品等适用性更强。
具有低真空功能，对不导电样品进行更全面的分析。
3．技术规格3.1 电子光学系统3.1.1 分辨率：二次电子（SE）像* kV时优于1.0 nm；1 kV时优于1.4 nm（非减速模式）* 低真空模式：30kV时优于1.5nm* nm3.1.3 放大倍率范围：1 ～1,000,000倍(根据加速电压和工作距离的改变，放大倍数自动校准)3.1.4 着陆电压：50V 至30 kV3.1.5 电子枪：高稳定度Schottky肖特基场发射电子枪* ～200 nA，连续可调，既保证对高分子纳米材料高分辨成像所需的低速流，也要保证EDS和EBSD分析所需的高束流高效率。
3.1.7 束流稳定性：每10小时< 0.4%*3.1.8 具有双物镜系统（电磁透镜和静电透镜），保证对纳米材料、不导电有机无机材料、合金、磁性材料的全方位分析*3.1.9 物镜光阑：物镜光栏应能自加热自清洁；无需拆卸镜筒即可更换物镜光阑。
至少6孔光阑设计电子束位移范围：不小于±110um3.2 样品室和样品台3.2.1 样品室尺寸：不小于360mm×360mm*3.2.2 抽屉式大开门结构，样品台安装在仓门上，全方位观察，方便取放样品，防止碰撞，有效移动范围：X /Y ≧110mm，Z ≧25mm，T = -10°to +70°，R= 360°连续旋转kg，分析工作距离不小于5mm(X/Y 方向)，步进进度优于100nm，可安装能谱、波谱、EBSD、CL、STEM探头、红外探头、拉曼等），方便后期升级*3.3 探测器：3.3.1 电子探头：样品室二次电子检测器极靴内二次电子探测器极靴内背散射电子探测器低真空二次电子探测器3.3.2 样品室镜头安装背散射电子探测器3.3.3 样品室IR-CCD相机3.4 真空系统*，要求有验收指标）3.4.2 一个220L/S的涡旋干泵和一个分子泵3.4.3 两个离子泵*3.4.4 穿过透镜的压差真空系统（列出原理），保证真空条件下避免对系统的污染。
扫描电镜工作原理科普PPT课件
电 子 在 铜 中 的 透 射 、第吸21页收/共和49页背 散 射 系 数 的 关 系
由图知，样品质量厚度越大，则 透射系数越小，而吸收系数越大； 样品背散射系数和二次电子发射系 数的和也越大，但达一定值时保持 定值。
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样品本身要保持电平衡，这些电子信 号必须满足以下关系：
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。
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特征X射线
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背散射电子
它是被固体样品中原子反射回来的一部 分入射电子。又分弹性背散射电子和非弹 性背散射电子，前者是指只受到原子核单 次或很少几次大角度弹性散射后即被反射 回来的入射电子，能量没有发生变化；后 者主要是指受样品原子核外电子多次非弹
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(2) 扫描系统 扫描系统是扫描电镜的特殊部件，
它由扫描发生器和扫描线圈组成。它 的作用是：1) 使入射电子束在样品表 面扫描，并使阴极射线显像管电子束 在荧光屏上作同步扫描；2) 改变入射 束在样品表面的扫描振幅，从而改变 扫描像的放大倍数。
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(3) 信号收集系统 扫描电镜应用的物理信号可分为：
材料断口和显微组织三维形态
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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。
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扫描电镜的成像原理，和透 射电镜大不相同，它不用什么 透镜来进行放大成像，而是象 闭路电视系统那样，逐点逐行 扫描成像。
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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
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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
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扫描电子显微镜
ppt课件
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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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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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扫 描 电 镜 成
像
示
意
图
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扫描电镜的工作原理
场发射扫描电镜
FEI Quanta 250FEG 场发射扫描电镜的原理及操作发射扫描电镜的原理及操作目录场发描电镜的原理一、射扫二、Quanta 250 FEG的基本操作二一、场发射扫描电镜的原理111.1场发射扫描电镜的原理一、场发射扫描电镜的原理电子枪的种类一、场发射扫描电镜的原理热场场发射扫描电镜束流大较为稳定，亮度高，其常用工作电压5-10kV，一般适合于导电导热性能好的样品般适合于导电导热性能好的样品另配有BSE探头冷场场发射扫描电镜束流小，其常用工作电压（4-15kV），分辨率高，适合导电性较弱，颗粒较小的样品高适合导电性较弱颗粒较小的样品一、场发射扫描电镜的原理电子激发样品可获得多种物理信号一、场发射扫描电镜的原理二次电子SE二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。
携带有样品的表面形貌信息,通常来自样品表面5-50 nm的区域，能量为0-50 eV。
由于它发自试样表面层，入射电子还没有较多次散射，因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没多大区别。
所以二次电子的分辨率较高，一般可达到50-100 Å。
扫描电子显微镜的分辨率通常就是二次电子分辨率。
二次电子产额随原于序数的变化不明要取决于表面形貌额随原于序数的变化不明显，它主要取决于表面形貌。
一、场发射扫描电镜的原理背散射电子BSE背散射电子是指入射电子与试样相互作用经过多次散射后，重新逸出试样表面的高能电子。
背散射电子的产生范围在1000 Å到1 m深，由于背散射电子的产额随原子序数的增加而增加，所以，利用背散射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征也可用来显示原子序数衬度成像信号不仅能分析形貌特征，也可用来显示原子序数衬度，定性地进行成分分析。
MgO MgO SrTiO 3SrTiO 3（a）image of SE （b）image of BSE一、场发射扫描电镜的原理X-特征射线特征X射线：原子内壳层电子被电离后，由较外层电子向内壳层跃迁产生的具有特征能量的电磁辐射光子。
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。
场发射扫描电镜介绍演示文稿
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
场发射扫描电子显微镜参数
场发射扫描电子显微镜参数：1．工作条件:1.1电源: 230V (-6%/+10%) / 50Hz (±1%)1.2 主机功耗：< 3.0 kV A1.3运行环境温度: 17-23 C1.4运行环境：相对湿度< 80% (无冷凝)1.5残余交流磁场<100nT (非同步频率)；<300nT (同步频率)1.6噪音：< 60 dBC1.7干燥无油压缩空气4-6 bar1.8仪器运行的持久性：可连续运行2．设备用途：2.1高分辨扫描电子显微分析系统主要用于纳米材料的超高分辨微观形貌观察和微区分析。
独特的双物镜设计以及低电压成像技术，对导电性不好的样品等适用性更强。
具有低真空功能，对不导电样品进行更全面的分析。
3．技术规格3.1 电子光学系统3.1.1 分辨率：二次电子（SE）像*3.1.1.1高真空模式：15 kV时优于1.0 nm；1 kV时优于1.4 nm（非减速模式）*3.1.1.2 低真空模式：30kV时优于1.5nm*3.1.2背散射（BSE）像：100V时优于3.5 nm3.1.3 放大倍率范围：1 ～1,000,000倍(根据加速电压和工作距离的改变，放大倍数自动校准)3.1.4 着陆电压：50V 至30 kV3.1.5 电子枪：高稳定度Schottky肖特基场发射电子枪*3.1.6电子束流：0.6pA ～200 nA，连续可调，既保证对高分子纳米材料高分辨成像所需的低速流，也要保证EDS和EBSD分析所需的高束流高效率。
3.1.7 束流稳定性：每10小时< 0.4%*3.1.8 具有双物镜系统（电磁透镜和静电透镜），保证对纳米材料、不导电有机无机材料、合金、磁性材料的全方位分析*3.1.9 物镜光阑：物镜光栏应能自加热自清洁；无需拆卸镜筒即可更换物镜光阑。
至少6孔光阑设计3.1.10 电子束位移范围：不小于±110um3.2 样品室和样品台3.2.1 样品室尺寸：不小于360mm×360mm*3.2.2 抽屉式大开门结构，样品台安装在仓门上，全方位观察，方便取放样品，防止碰撞3.2.3样品台：五轴运动全对中样品台，有效移动范围：X /Y ≧110mm，Z ≧25mm，T = -10°to +70°，R= 360°连续旋转3.2.4样品台最大承重量不小于2.0 kg3.2.5最大样品高度不小于65mm，分析工作距离不小于5mm3.2.6重复精度：2um (X/Y 方向)，步进进度优于100nm3.2.7至少15个探测器/附件接口（所有端口程序均免费开放，可安装能谱、波谱、EBSD、CL、STEM探头、红外探头、拉曼等），方便后期升级*3.3 探测器：3.3.1 电子探头：样品室二次电子检测器极靴内二次电子探测器极靴内背散射电子探测器低真空二次电子探测器3.3.2 样品室镜头安装背散射电子探测器3.3.3 样品室IR-CCD相机3.3.4样品室光学显微镜导航相机探头3.4 真空系统*3.4.1完全无油真空系统（标配高真空模式和低真空模式，要求有验收指标）3.4.2 一个220L/S的涡旋干泵和一个分子泵3.4.3 两个离子泵*3.4.4 穿过透镜的压差真空系统（列出原理），保证真空条件下避免对系统的污染。
场发射扫描电镜技术标书
场发射扫描电镜技术标书附件：场发射扫描电镜技术标书一、设备用途扫描电镜是一种多功能的仪器，广泛地用于材料的微观组织观察、微区成分分析、材料的断口分析、材料的晶粒度分析、夹杂物分析及织构表征等，可对导电及不导电的固体材料进行表面形貌的观察及成分分析。
场发射电镜能够实现更高分辨率的形貌观察，可实现对超细晶材料尤其是纳米材料的表征。
基于相关附件，也可以对材料在温度及应力作用下的动态变化进行原位观察。
仪器包括电子光学系统、真空系统、样品室和样品台、探测器及成像系统、图像处理系统、应用软件及数据处理软件、X射线能谱分析仪（EDS）、背散射电子衍射分析仪（EBSD）、原位加热台。
二、技术参数1．运行环境1.1工作温度：可以在15~25环境温度工作1.2 相对湿度：湿度小于60%RH时正常工作1.3工作电压：在220V(±10%)、50Hz电压下，仪器可连续使用次电子探测器1个，高灵敏度低电压固体背散射探测器1个4.3相机：样品室红外高清CCD相机4.4检测器分辨率*4.4.1二次电子分辨率：30kV时小于1.0nm或20kV时小于1.3nm，1kV时优于3.0 nm*4.4.2背散射电子分辨率：30kV时小于2.5nm，1kV时优于3.0nm5．样品室和样品台5.1样品台：自动马达驱动5轴以上(X、Y、Z 、T 、R)*5.2移动范围：X≥100mm、Y≥ 100mm、Z≥50mm、T=-5~70°、R=360°连续旋转5.3移动精度：优于2μm5.4样品室尺寸：内径不小于300mm，高度不小于200mm，可容纳样品直径不小于200mm5.5样品室有EDS、EBSD接口*5.6可加配加热台和原位拉伸台，加热台运行时应保证成像系统和EBSD能够同步运行6．图像处理系统6.1存储分辨率：不低于30002000像素6.2活动窗口：多个活动窗口，可同时显示背散射及二次电子图像6.3图像格式：TIFF、BMP、JPEG等多种图像格式6.4图像帧数：不小于256帧，可降噪处理6.5能够进行数字动画记录6.6具有图像注释、测量等图像处理功能7．控制和数据处理系统7.1基于以太网架构的数据传输系统7.2软件平台适用于windows操作系统7.3显示器：24”LED显示器8．X射线能谱分析仪（EDS）8.1能量探测器：电制冷硅漂移探测器（SDD）*8.2有效采集面积：SDD晶体有效活区面积不小于30mm2，窗口有效面积不小于20mm2，可实现低电压或者小束流条件下的高质量、高效率分析*8.3探测器定位：探测器由马达控制精确定位，软件可控，能够实时监测和控制采集计数率，保证不同样品的数据重复性和测试条件重复性的目的*8.4能量分辨率：Mn Kα优于127eV，C Ka优于50eV，F Ka优于60eV8.5元素分析范围：至少为Be4~U92*8.6峰背比：优于20000:18.7谱峰稳定性：分辨率变化在1eV以内，48小时内峰位漂移小于1.5eV8.8计数率：输出最大计数率大于800,000CPS，可处理最大计数率大于1,500,000CPS8.9具有轻元素定量分析和修正功能，可对Be、B、C、N等进行浓度定量检测以及修正8.10采集界面：采用32位和64位双系统，采集界面方便简单，智能化设定参数，兼容原有EBSD数据，能实现能谱的采集与定量分析、线扫描及全息面扫描，包含常规面分布、定量面分布和快速面分布、快速智能面分布等*8.11定性分析：具备点、线、面扫描分析功能，可自动和手动进行全谱元素谱峰识别，并具有检验重叠峰剥离准确性以及合峰效应的有效方法，能够分析夹杂和偏析等微量元素和微量相8.12定量分析：采用最先进的修正技术和虚拟标样数据库，系统能够自动有效修正元素之间的相互吸收，可对抛光表面或粗糙表面进行点、线和面的分析，谱峰稳定，数据重现性好，不需要多元素校准峰位。
场发射扫描式显微镜SEM资料
JEOL JSM-6700F
目录
１． ２． ３． ４． 什么是FE-SEM？ 什么场合使用？ 获得怎样的图像？ 图像信号 4-1 二次电子图像（SEI） 4-2 下方电子信号图像（LEI） 4-3 反射电子组成图像（COMPO/TOPO） 5． 试料倾斜 6． 滤光 7． 依赖～提出的流程
JEOL JSM-6700F
异物的LEI（上）／COMPO像（下）
JEOL JSM-6700F
目录
１． ２． ３． ４． 什么是FE-SEM？ 什么场合使用？ 获得怎样的图像？ 图像信号 4-1 二次电子图像（SEI） 4-2 下方电子信号图像（LEI） 4-3 反射电子组成图像（COMPO/TOPO） 5． 试料倾斜 6． 滤光 7． 依赖～提出的流程
JEOL JSM-6700F
５．试料倾斜
将试料倾斜可观察到从上方无法观察到的，试料 的立体构造。将试料倾斜有2个方法。 ・使用45°切割的试料台 ・在装置内将试料机械调整倾斜
45°倾斜
JEOL JSM-6700F
目录
１． ２． ３． ４． 什么是FE-SEM？ 什么场合使用？ 获得怎样的图像？ 图像信号 4-1 二次电子图像（SEI） 4-2 下方电子信号图像（LEI） 4-3 反射电子组成图像（COMPO/TOPO） 5． 试料倾斜 6． 滤光 7． 依赖～提出的流程
１．什么是FE-SEM？ FE-SEM
Field Emission–Scanning Electron Microscope （场放射扫描式电子显微镜）
何为场放射（FE）？ 是指SEM电子枪（电子线发生源）的种类。 在阴极施以高电压，使其产生电子光束，加速下方 位置的第一阳极，将电子光束聚集于再下方的第二 阳极，使光束照射在观察试料上。
扫描电镜 ppt课件
焦深
SEM的焦深是较好光学显微镑的300－600倍。
焦深大意味着能使不平整性大的表面上下都能聚
焦。
F＝
d 2a
△F——焦深； d ——电子束直径； 2a——物镜的孔径角
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高低电压应用时优缺点比较
高电压（10 kV以上）
优点
分辨率高
缺点
电子束能量高，穿透样品较深， 得到的不是样品真实的表面信息； 对于不耐电子束的样品如有机材 料损伤较大；对于导电性不好的 样品，表面积累电荷造成荷电和 样品漂移，严重影响观察。
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二次电子像的分辨率高、景深大，为什么？
二次电子运动轨迹
背散射电子运动轨迹
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二、SEM的相关对比 1、SEM原理与TEM的比较 2、同类仪器的比较
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1、SEM原理与TEM的主要区别：
1） 在SEM中电子束并不像TEM中一样是静态的：在扫描线圈产 生的电磁场的作用下，细聚焦电子束在样品表面扫描。
微镜
微镜
显微镜 显微镜 显微镜
微镜
显微镜
显微镜
显微镜
显微镜
制造商 国别
日本
日本
美国
美国
美国
日本
日本
美国
美国
型号
日本精工
FEI
Unisocu
岛津 SSX550 SPA300HV/0.1n Nova
USM-
m-150Mm NanoSEM230 1300S3He
veeco multimode
FEI XL-30
4
目录
SEM的操作 SEM的相关对比
SEM的应用举例
5
一、SEM的操作 1、参数概念 2、操作流程
场发射扫描电镜技术参数
场发射扫描电镜技术参数场发射扫描电镜技术参数一、系统基本信息：1.1系统名称：场发射扫描电镜。
1.2系统数量：1套。
1.3系统组成：主机，Schottky型场发射电子源，无交叉光路Gemini镜筒,圆形一体化样品室，5轴全自动马达驱动样品台，环形Inlens二次电子探测器，样品室二次电子探测器，背散射电子探测器，CCD摄像机，计算机系统，操作软件，真空系统，循环水冷却系统、空气压缩机、能谱仪，原装进口离子溅射仪，备用热场发射灯丝1根，导电胶带2卷。
二、用途：该设备主要用于金属材料、非金属材料、纳米材料的检测，可以对样品进行直接的超高分辨微观形貌观察和微区元素分析。
三、技术要求：1工作条件：1.1电源电压：220V±10V,单相50Hz，工作温度：18°C-25°C，磁场：≤3mGauss，湿度：≤60%RH，接地：独立的接地线。
1.2仪器运行的持久性：长时间连续工作。
2性能指标：★2.1分辨率：***************@1kV★2.2加速电压：0.02-30kV★2.3加速电压调整步长：每档10V连续可调2.4探针电流：12pA-20nA2.5稳定性：优于0.2%/h2.6放大倍数范围： 10-1,000,000×3电子光学系统：3.1电子发射源：Schottky型场发射（热场发射）电子源。
★3.2 Gemini镜筒：无交叉光路设计，电子束仅在样品表面进行一次汇聚，彻底消除电子束交叉三次发生能量扩散大的问题。
★3.3电子束加速器：无需切换模式即可实现低电压模式下电子束在镜筒内维持较高能量到达样品表面，可低至20V。
能适应的表面凹凸不平样品不导电样品、成分复杂样品、需要倾斜观测的样品。
★3.4透镜系统：电磁透镜/静电透镜式复合物镜。
在任何电压条件下样品表面不形成磁场，在极短工作距离下对磁性样品的高分辨成像。
3.5聚焦：工作距离：范围可由1mm至50mm。
扫描电镜介绍
背散射电子与二次电子 的信号强度与Z的关系
结论
二次电子信号在原序 数Z>20后，其信号强 度随Z变化很小。 用 背散射电子像可以观 察未腐蚀样品的抛光 面元素分布或相分布， 并可确定元素定性、 定量分析点。
1．二次电子象
二次电子象是表面形貌衬度，它是利用
对样品表面形貌变化敏感的物理信号作为调
节信号得到的一种象衬度。因为二次电子信
特征X射线能级图
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。
思考题
电子与固体试样相互作用还有哪种 方式？
透射电子
如果试样适当的薄，入射电子照射 时，就会有一部分电子透过试样。 其能量大小取决于试样的性质和厚 度。所谓透射方式就是指用透射电 子成像和显示成分分析的一种工作 方式。
第十章 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
号主要来处样品表层5－10nm的深度范围，
它的强度与原子序数没有明确的关系，便对
微区表面相对于入射电子束的方向却十分敏
感，二次电子像分辨率比较高，所以适用于
显示形貌衬度。 在扫描电镜中，二次电子
注意
检测器一般是装在入射电子束 轴线垂直的方向上。
场发射扫描电镜技术标书
场发射扫描电镜技术标书附件：场发射扫描电镜技术标书一、设备用途扫描电镜是一种多功能的仪器，广泛地用于材料的微观组织观察、微区成分分析、材料的断口分析、材料的晶粒度分析、夹杂物分析及织构表征等，可对导电及不导电的固体材料进行表面形貌的观察及成分分析。
场发射电镜能够实现更高分辨率的形貌观察，可实现对超细晶材料尤其是纳米材料的表征。
基于相关附件，也可以对材料在温度及应力作用下的动态变化进行原位观察。
仪器包括电子光学系统、真空系统、样品室和样品台、探测器及成像系统、图像处理系统、应用软件及数据处理软件、X射线能谱分析仪(EDS)、背散射电子衍射分析仪(EBSD)、原位加热台。
二、技术参数1 . 运行环境1.1工作温度：可以在15〜25环境温度工作1.2相对湿度：湿度小于60%RH时正常工作1.3工作电压：在220V( ±0%)、50Hz电压下，仪器可连续使用2.电子光学系统2.1电子枪：Schottky场发射电子枪2.2加速电压：0・2kV〜30KV，步长10V连续可2.3电子束流:束流连续可调，稳定性优于0.2%/h2.4放大倍数：15倍〜100万倍2.5工作距离：5〜50mm,粗调、精调两种模式2.6物镜：无漏磁物镜，能有效观测磁性样品2.7物镜光阑：具备自清洁功能3.真空系统3.1机械泵、分子泵、离子泵三级抽真空系统*3.2真空模式：能够满足基本的成像、分析的高真空模式，同时满足原位加热台等附件工作的需要模式3・3真空度：电子枪真空度优于10-7Pa.样品室高真空优于104Pa3.4抽真空时间：不高于5min 4・检测器及成像系统4.1成像模式：背散射成像、二次电子成像、任意比例混合模式成像4.2检测器：电子探测器不少于3个，镜筒内二次电子探测器1个'高灵敏度低电压固体背散射探测器1个4.3相机：样品室红外高清CCD相机4.4检测器分辨率*4.4.1二次电子分辨率：30kV时小于1.0nm或20kV时小于1.3nm，1kV时优于3.0 nm*4.4.2背散射电子分辨率：30kV时小于2.5nm，1kV时优于3.0nm5.样品室和样品台5.1样品台：自动马达驱动5轴以上（X、Y、Z、T、R）*5.2 移动范围：X>100mm、YA 100mm、Z> 50mm T=-5〜70 ° R=360°连续旋转5.3移动精度：优于2ym5.4样品室尺寸：内径不小于300mm，高度不小于200mm，可容纳样品直径不小于200mm5.5样品室有EDS、EBSD接口*5.6可加配加热台和原位拉伸台，加热台运行时应保证成像系统和EBSD能够同步运行6.图像处理系统6.1存储分辨率：不低于30002000像素6.2活动窗口：多个活动窗口，可同时显示背散射及二次电子图像6.3图像格式：TIFF、BMP、JPEG等多种图像格式6.4图像帧数：不小于256帧，可降噪处理6.5能够进行数字动画记录6.6具有图像注释、测量等图像处理功能7.控制和数据处理系统7.1基于以太网架构的数据传输系统7.2软件平台适用于windows操作系统7.3显示器：24” LED显示器8 X射线能谱分析仪（EDS）8.1能量探测器：电制冷硅漂移探测器（SDD）*8.2有效采集面积：SDD晶体有效活区面积不小于30mm2，窗口有效面积不小于20mm2,可实现低电压或者小束流条件下的高质量、高效率分析*8.3探测器定位：探测器由马达控制精确定位，软件可控，能够实时监测和控制采集计数率，保证不同样品的数据重复性和测试条件重复性的目的*8.4能量分辨率：Mn Ka优于127eV, C Ka优于50eV, F Ka 优于60eV8.5元素分析范围：至少为Be4〜U92*8.6峰背比：优于20000:18.7谱峰稳定性：分辨率变化在1eV以内，48小时内峰位漂移小于1.5eV8.8计数率：输出最大计数率大于800,000CPS, 可处理最大计数率大于1,500,000CPS8.9具有轻元素定量分析和修正功能，可对Be、B、C、N等进行浓度定量检测以及修正8.10采集界面：采用32位和64位双系统，采集界面方便简单，智能化设定参数，兼容原有EBSD数据，能实现能谱的采集与定量分析、线扫描及全息面扫描，包含常规面分布、定量面分布和快速面分布、快速智能面分布等*8.11定性分析：具备点、线、面扫描分析功能，可自动和手动进行全谱兀素谱峰识别，并具有检验重叠峰剥离准确性以及合峰效应的有效方法，能够分析夹杂和偏析等微量元素和微量相8.12定量分析：采用最先进的修正技术和虚拟标样数据库，系统能够自动有效修正元素之间的相互吸收，可对抛光表面或粗糙表面进行点、线和面的分析，谱峰稳定，数据重现性好，不需要多元素校准峰位。
第1包场发射扫描电子显微镜
第1包场发射扫描电子显微镜一、工作条件1、电力供应：220V（±10%），50Hz，单相。
2、工作环境温度：15°C-25°C3、工作环境相对湿度：≤ 60% (22°C)二、系统组成1.扫描电子显微镜系统由扫描电子显微镜主机、双能谱系统、冷却循环水机、变压器、主动消磁器及必要的外围设备等组成。
三、仪器应用范围1. 扫描电镜主要用于催化剂和能源材料的表面微观形貌的高分辨表征。
能够得到亚纳米分辨率图像，可对纳米区域的成分进行分析。
四、性能指标及配置要求注：最低一级序号为指标项。
每个指标项技术说明内的要求必须全部满足，仅部分满足视为负偏离。
1.扫描电镜2.保修及验收五、售后服务与培训1.卖方应在合同生效后，对用户可能的安装场地进行免费噪声、震动及磁场等情况测试，并向买方提出详细的安装场地要求和安装环境改造方案，并协助用户进行安装实验室改造验收工作。
2.仪器到达用户所在地后，在接到用户通知后两周内进行免费安装调试，直至通过验收。
3.安装开始后，卖方对买方使用人员进行免费培训，培训应使买方使用人员能够进行熟练操作和常规维护，包括软件的高级用户培训。
4.卖方承诺在48小时内对用户的服务要求做出响应。
如需现场解决问题，在10个工作日内到达仪器现场。
重大问题或其他无法迅速解决的问题应在两周内提出明确解决方案。
5.交货时间：合同签订后8个月。
6.交货地点：大连化学物理研究所（辽宁省大连市）。
7.数量：1套第2包稳定同位素质谱仪（气/液样品）1.工作条件：1.1电源电压230V-10％+6%，16A，50Hz，三相；电压必须无火花；地线和中线之间相差电压<400mV；1.2环境温度18−28℃；1.3相对湿度20％−70％；1.4长时间连续工作。
2.设备用途：设备为高精度测定同位素2H, 13C, 15N, 18O丰度比的质谱仪；可以与任意进样系统或前处理系统连用，具有良好的兼容性特点。