SEM-EDS扫描电镜和能谱仪课件
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扫描电子显微镜ppt课件
信号的收集效率和相应检测器的安放位置有很大关系，如果 安微镜的样品室内还配有多种附 件，可使样品在样品台上能进行加热、冷却、拉伸等试验， 以便研究材料的动态组织及性能。
二、信号的收集和图像显示系 统
信号收集和显示系统包括各种信号检测器，前置放大 器和显示装置，其作用是检测样品在入射电子作用下 产生的物理信号，然后经视频放大，作为显像系统的 调制信号，最后在荧光屏上得到反映样品表面特征的 扫描图像。
12-0引言
2、 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）
3、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，用 SEM观察断口时，样品不必复制，可直接进行 观察，这给分析带来极大的方便。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。
二次电子、背散射电子和透射电子的信号都可采用闪 烁计数器来进行检测。信号电子进入闪烁体后即引起 电离，当离子和自由电子复合后就产生可见光。可见 光信号通过光导管送入光电倍增器，光信号放大，即 又转化成电流信号输出，电流信号经视频放大器放大 后就成为调制信号。
二、信号的收集和图像显示系 统
如前所述，由于镜筒中的电子束和显像 管中电子束是同步扫描，而荧光屏上每 一点的亮度是根据样品上被激发出来的 信号强度来调制的，因此样品上各点的 状态各不相同，所以接收到的信号也不 相同，于是就可以在显像管上看到一幅 反映试样各点状态的扫描电子显微图像。
俄歇电子特点:
(1)俄歇电子的能量很低，能量有特征值, 一般在50eV-1500eV范围内。
(2)俄歇电子的平均自由程很小(1nm左 右).因此在较深区域中产生的俄歇电子 在向表层运动时必然会因碰撞而损失能 量,使之失去了具有持征能量的特点.
二、信号的收集和图像显示系 统
信号收集和显示系统包括各种信号检测器，前置放大 器和显示装置，其作用是检测样品在入射电子作用下 产生的物理信号，然后经视频放大，作为显像系统的 调制信号，最后在荧光屏上得到反映样品表面特征的 扫描图像。
12-0引言
2、 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）
3、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，用 SEM观察断口时，样品不必复制，可直接进行 观察，这给分析带来极大的方便。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。
二次电子、背散射电子和透射电子的信号都可采用闪 烁计数器来进行检测。信号电子进入闪烁体后即引起 电离，当离子和自由电子复合后就产生可见光。可见 光信号通过光导管送入光电倍增器，光信号放大，即 又转化成电流信号输出，电流信号经视频放大器放大 后就成为调制信号。
二、信号的收集和图像显示系 统
如前所述，由于镜筒中的电子束和显像 管中电子束是同步扫描，而荧光屏上每 一点的亮度是根据样品上被激发出来的 信号强度来调制的，因此样品上各点的 状态各不相同，所以接收到的信号也不 相同，于是就可以在显像管上看到一幅 反映试样各点状态的扫描电子显微图像。
俄歇电子特点:
(1)俄歇电子的能量很低，能量有特征值, 一般在50eV-1500eV范围内。
(2)俄歇电子的平均自由程很小(1nm左 右).因此在较深区域中产生的俄歇电子 在向表层运动时必然会因碰撞而损失能 量,使之失去了具有持征能量的特点.
SEM和EDS
附件易配置：同时进行形貌观察和成分分析
电子束与固体样品相互作用时产 生的物理信号
电子散射分类： （1）弹性散射：方向改变，能量
基本不变 特点：符合布拉格定律，携带晶
体结构﹑对称性﹑取向和样品厚度 等信息。 （2）非弹性散射：既改变方向，又 减少能量
特点：伴有其它信息的产生， 也可能携带成分和化学信息 。 电子显微镜常用的信号 二次电子，背散射电子， X射线，俄歇电子，透射电子，吸收电子，阴极荧光
Si(Li)检测器
目前最常用的是Si(Li)X射线能谱仪，其关键部件是Si(Li) 检测器，即锂漂移硅固态检测器，它实际上是一个以Li为施 主杂质的n-i-p型二极管。
Si(Li)检测器探头结构示意图
锂漂移硅Si(Li)探测器
Si(Li)探测器处于真空系统内，其前方有一个7-8 m的铍窗，整个探头装在与存有液氮的杜瓦瓶相 连的冷指内。
扫描电镜的特点
高分辨率：1nm
较高的放大倍数（20-20万倍连续可调）
景深大：成像富有立体感，可直接观察各种凹凸 不平表面的细微结构
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。
2.分析元素范围广
可分析Be-C f元素，基本涵盖了日常所用材料中的元素。
3.分析速度块，不损坏试样
可快速自动进行点﹑线﹑面多种方法分析，几分钟即可完成定性和定量 分析，分析过程不损害试样。
4.定性定量准确
主元素定量分析相对误差为2%-3%
5.制样简单﹑测试方便
能谱仪的分析方法
一、点分析，指入射电子束固定在试样的分析点上进行的定性或定量分 析，也可以描述 为高倍下入射电子束集中于试样表面非常微小区域扫描
电子束与固体样品相互作用时产 生的物理信号
电子散射分类： （1）弹性散射：方向改变，能量
基本不变 特点：符合布拉格定律，携带晶
体结构﹑对称性﹑取向和样品厚度 等信息。 （2）非弹性散射：既改变方向，又 减少能量
特点：伴有其它信息的产生， 也可能携带成分和化学信息 。 电子显微镜常用的信号 二次电子，背散射电子， X射线，俄歇电子，透射电子，吸收电子，阴极荧光
Si(Li)检测器
目前最常用的是Si(Li)X射线能谱仪，其关键部件是Si(Li) 检测器，即锂漂移硅固态检测器，它实际上是一个以Li为施 主杂质的n-i-p型二极管。
Si(Li)检测器探头结构示意图
锂漂移硅Si(Li)探测器
Si(Li)探测器处于真空系统内，其前方有一个7-8 m的铍窗，整个探头装在与存有液氮的杜瓦瓶相 连的冷指内。
扫描电镜的特点
高分辨率：1nm
较高的放大倍数（20-20万倍连续可调）
景深大：成像富有立体感，可直接观察各种凹凸 不平表面的细微结构
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。
2.分析元素范围广
可分析Be-C f元素，基本涵盖了日常所用材料中的元素。
3.分析速度块，不损坏试样
可快速自动进行点﹑线﹑面多种方法分析，几分钟即可完成定性和定量 分析，分析过程不损害试样。
4.定性定量准确
主元素定量分析相对误差为2%-3%
5.制样简单﹑测试方便
能谱仪的分析方法
一、点分析，指入射电子束固定在试样的分析点上进行的定性或定量分 析，也可以描述 为高倍下入射电子束集中于试样表面非常微小区域扫描
能谱仪的结构原理及使用ppt课件
超薄窗口型（UTW type : ultra thin window type ）
它吸收X射线少，可以测量C(Z＝6)以上的
比较轻的元素。
7
二、能谱仪结构及工作原理
EDS的分析技术
（1）X射线的测量
当用强电子束照射试样，产生大量的X射线时，
系统的漏计数的百分比就称为死时间Tdead,它可以 用输入侧的计数率RIN和输出侧的计数率ROUT来表
3
二、能谱仪结构及工作原理
特征X射线的产生
产生：内壳层电子被轰击后跳到比费米能高的能级
上，电子轨道内出现的空位被外壳层轨道的电子填 入时，作为多余的能量放出的就是特征X射线。
特点：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。
9
二、能谱仪结构及工作原理
图2 入射电子束在试样内的扩散 10
二、能谱仪结构及工作原理
（3）峰/背比（P/B）
按照札卢泽克（Zaluzec）理论，探测到的薄膜试样 中元素的X射线强度N的表示式如下：
N=(IσωpN0ρCtΩ)/4επM
式中：
I——入射电子束强度； σ——离化截面；
ω——荧光产额；
29
四、能谱分析举例
图6 EDS应用实例之三——元素的面分布
30
五、实验报告要求
简要说明能谱仪的工作原理（X射线的接收、 转换及显示过程）。
结合自己的课题（或实验），简述能谱仪在 材料科学中的应用。
针对实际分析用的样品，说明选择能谱分析 参数的依据。
31
END！
32
应该 对样品进行适当的处理，尽量使样品表 面平整、光洁和导电。
(精品)扫描电子显微镜SEM和能谱分析技术EDS
背散射电子检测
EDS
能量分辨率：132eV 分析范围:Be-U
JEOL-6380/SEM的工作界面
颗粒
10，0000-Au 6，0000-纳米晶 金刚石
薄膜及涂层材料
昆虫
生物材料 头发
EDAX-EDS的工作界面---谱线收集
能谱谱线收集实例
Element CK OK AlK SiK MoL CrK MnK FeK
6 能谱仪（EDS）的结构
7 能谱仪（EDS）的特点
优点
1）快速并且可以同时探测不同能量的X-光能谱 2）接受信号的角度大。 3）仪器设计较为简单 4）操作简单
性能 分析时间 检测效果 谱鉴定 试样对检测影响 探测极限 定量分析精度
EDS 几分钟 100％ 简单 较小
700ppm ±5－10％
缺点
1）能量解析度有限 2）对轻元素的探测能力有限
3）探测极限 4) 定量能力有限
8 仪器功能介绍及应用
型号 日本电子JEOL-6380LV 美国EDAX GENESIS 2000
SEM/EDS的主要性能指标
SEM
分辨率：高真空模式：3.0nm；低真空模式：4.0nm 低真空：1－270Pa 加速电压：0.5KV-30KV 放大倍数：5倍-30万倍 电子枪：W发卡灯丝式 检测器：高真空模式和低真空模式下的二次电子检测，
号，大小和极性相同，而对于形貌信
息，两个检测器得到的信号绝对值相
同，其极性相反。
Al
Sn
二次电子图像 VS. 背散射电子图像
4 扫描电镜对样品的作用－－
物镜光栏、工作距离与样品之间的关系
物镜光栏的影响
工作距离的影响
5 能谱仪（EDS）的工作原理
EDS
能量分辨率：132eV 分析范围:Be-U
JEOL-6380/SEM的工作界面
颗粒
10，0000-Au 6，0000-纳米晶 金刚石
薄膜及涂层材料
昆虫
生物材料 头发
EDAX-EDS的工作界面---谱线收集
能谱谱线收集实例
Element CK OK AlK SiK MoL CrK MnK FeK
6 能谱仪（EDS）的结构
7 能谱仪（EDS）的特点
优点
1）快速并且可以同时探测不同能量的X-光能谱 2）接受信号的角度大。 3）仪器设计较为简单 4）操作简单
性能 分析时间 检测效果 谱鉴定 试样对检测影响 探测极限 定量分析精度
EDS 几分钟 100％ 简单 较小
700ppm ±5－10％
缺点
1）能量解析度有限 2）对轻元素的探测能力有限
3）探测极限 4) 定量能力有限
8 仪器功能介绍及应用
型号 日本电子JEOL-6380LV 美国EDAX GENESIS 2000
SEM/EDS的主要性能指标
SEM
分辨率：高真空模式：3.0nm；低真空模式：4.0nm 低真空：1－270Pa 加速电压：0.5KV-30KV 放大倍数：5倍-30万倍 电子枪：W发卡灯丝式 检测器：高真空模式和低真空模式下的二次电子检测，
号，大小和极性相同，而对于形貌信
息，两个检测器得到的信号绝对值相
同，其极性相反。
Al
Sn
二次电子图像 VS. 背散射电子图像
4 扫描电镜对样品的作用－－
物镜光栏、工作距离与样品之间的关系
物镜光栏的影响
工作距离的影响
5 能谱仪（EDS）的工作原理
SEM-EDS扫描电镜和能谱仪
➢接物透鏡Objective Lens -主要是功能是改變電子束對試片之間的距離. -在影像上是對聚焦focus的改變
Yoke
Pole piece
Coil
Specimen
Working distance WD
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢ 電子束對試片所產生的能量
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢ 二次電子與背向電子之區別
背向電子產生原子序對比影像BEI
Sn Pb
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢二次電子與背相電子影像比較 SEI vs BEI
JDC
七.電子顯微鏡的應用範圍
掃描式電子顯微鏡應用範圍非常之廣泛,主要目的為將微小 物體放大至能觀察之範圍,所觀察之種類包含以下幾種:
➢生物：種子、花粉、細菌……
➢醫學 ：血球、病毒……
美国国家自然科学基金支持的纳米材料的研究机构
➢The Cornell Nanoscale Facility at Cornell University ➢The Stanford Nanofabrication Facility at Stanford University ➢The Solid State Electronics Laboratory at the University of Michigan ➢The Microelectronics Research Center at the Georgia Institute of Technology ➢The Center for Nanotechnology at the University of Washington ➢The Penn State Nanofabrication Facility at the Pennsylvania State University ➢Nanotech at the University of California at Santa Barbara ➢The Minnesota Nanotechnology Cluster MINTEC at the University of Minnesota ➢The Nanoscience at the University of New Mexico ➢The Microelectronics Research Center at University of Texas at Austin ➢The Center for Imaging and Mesoscale Structures at Harvard University ➢The Howard Nanoscale Science and Engineering Facility at Howard University ➢The Triangle National Lithography Center at NCSU DUV lithography only Affiliate
Yoke
Pole piece
Coil
Specimen
Working distance WD
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢ 電子束對試片所產生的能量
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢ 二次電子與背向電子之區別
背向電子產生原子序對比影像BEI
Sn Pb
六.電子顯微鏡對試片的作用
➢二次電子與背相電子影像比較 SEI vs BEI
JDC
七.電子顯微鏡的應用範圍
掃描式電子顯微鏡應用範圍非常之廣泛,主要目的為將微小 物體放大至能觀察之範圍,所觀察之種類包含以下幾種:
➢生物：種子、花粉、細菌……
➢醫學 ：血球、病毒……
美国国家自然科学基金支持的纳米材料的研究机构
➢The Cornell Nanoscale Facility at Cornell University ➢The Stanford Nanofabrication Facility at Stanford University ➢The Solid State Electronics Laboratory at the University of Michigan ➢The Microelectronics Research Center at the Georgia Institute of Technology ➢The Center for Nanotechnology at the University of Washington ➢The Penn State Nanofabrication Facility at the Pennsylvania State University ➢Nanotech at the University of California at Santa Barbara ➢The Minnesota Nanotechnology Cluster MINTEC at the University of Minnesota ➢The Nanoscience at the University of New Mexico ➢The Microelectronics Research Center at University of Texas at Austin ➢The Center for Imaging and Mesoscale Structures at Harvard University ➢The Howard Nanoscale Science and Engineering Facility at Howard University ➢The Triangle National Lithography Center at NCSU DUV lithography only Affiliate
SEM和EDS的现代分析测试方法(共36张PPT)
一. 在金属材料方面的应用 二. 在高分子材料方面的应用 三. 在石油、地质、矿物方面的应用
四. 在半导体器件及集成电路方面的应
用
五. 在生物医学上的应用
一. 在金属材料方面的应用
断口分析：解理断口、准解理断口、
韧性断裂、沿晶断裂等.
铸铁研究：铸铁中的石墨形态、铸 铁中化学成分的微区分析.
事故、故障分析
热场发射型电子枪
几种类型电子枪性能
二. 扫描系统
组成: 扫描信号发生器、放大控制器等 电子学线路和相应的扫描线圈。
作用: 提供入射电子束在样品表面上以 及阴极射线管电子束在荧光屏上
的同步扫描信号; 改变入射电子
束在样品表面扫描振幅，以获得
所需放大倍数的扫描像。
三. 信号检测放大系统
作用：检测样品在入射电子束作 用下产生的物理信号，然
面某种特征的扫描图象，
醇、丙酮或超声波清洗法清理
显象管荧光屏边长
.
电子检测器：由闪烁体、光导管和光电倍增器组成。
二. 放大倍数
显微镜的放大倍数: 象与物大小之比
TEM和OM: M总=M１M２……Ｍｎ 式中： M１……Ｍｎ——各个透镜的放大倍数 n ——透镜数目
SEM中透镜的作用：
缩小电子束交叉斑
（优选）SEM和EDS的现代分 析测试方法
第二节 电子束与固体样品 相互作用
一．背散射电子
二．二次电子
三．吸收电子
四．透射电子
五．特征Ｘ射线
六．俄歇电子
七．阴极荧光
八．电子束感生电效应
１．电子束感生电导信号 ２．电子束感生电压信号
第三节 SEM工作原理
第四节 SEM的构造
一. 电子光学系统
四. 在半导体器件及集成电路方面的应
用
五. 在生物医学上的应用
一. 在金属材料方面的应用
断口分析：解理断口、准解理断口、
韧性断裂、沿晶断裂等.
铸铁研究：铸铁中的石墨形态、铸 铁中化学成分的微区分析.
事故、故障分析
热场发射型电子枪
几种类型电子枪性能
二. 扫描系统
组成: 扫描信号发生器、放大控制器等 电子学线路和相应的扫描线圈。
作用: 提供入射电子束在样品表面上以 及阴极射线管电子束在荧光屏上
的同步扫描信号; 改变入射电子
束在样品表面扫描振幅，以获得
所需放大倍数的扫描像。
三. 信号检测放大系统
作用：检测样品在入射电子束作 用下产生的物理信号，然
面某种特征的扫描图象，
醇、丙酮或超声波清洗法清理
显象管荧光屏边长
.
电子检测器：由闪烁体、光导管和光电倍增器组成。
二. 放大倍数
显微镜的放大倍数: 象与物大小之比
TEM和OM: M总=M１M２……Ｍｎ 式中： M１……Ｍｎ——各个透镜的放大倍数 n ——透镜数目
SEM中透镜的作用：
缩小电子束交叉斑
（优选）SEM和EDS的现代分 析测试方法
第二节 电子束与固体样品 相互作用
一．背散射电子
二．二次电子
三．吸收电子
四．透射电子
五．特征Ｘ射线
六．俄歇电子
七．阴极荧光
八．电子束感生电效应
１．电子束感生电导信号 ２．电子束感生电压信号
第三节 SEM工作原理
第四节 SEM的构造
一. 电子光学系统
东华大学-扫描电镜-sem-和EDS课件
电子探针结构示意图
一、能谱仪
能谱仪全称为能量分散谱仪(Energy Dispersive X-ray Spectrometer ，EDS, EDX)．
功能：化学元素定性、定量和分布影像分析
扫描电镜配备X射线能谱仪EDS后发展成分析扫描电镜， 不仅比X射线波谱仪WDS分析速度快、灵敏度高、也可 进行定性和无标样定量分析。
不同的物理信号，要用不同类型的收集系统。 闪烁计数器是最常用的一种信号检测器，它由闪烁体、光导管、光电
倍增管组成。具有低噪声、宽频带(10 Hz~1 mHz)、高增益(106) 等特点，可用来检测二次电子、背散射电子等信号。
4．图像显示和记录系统
作用：将信号检测放大系统输出的调制信号转换为能显示在阴极射线 管荧光屏上的图像，供观察或记录。
扫描电镜
各种新型的电子显微镜是我们看到另一个美 丽奇妙的世界的窗口
同时获得结构（衍射）、形貌（成象）和成分 （X光能谱和波谱、电子能量损失谱、俄歇电子 谱等）信息；
电子束的波长很小，可覆盖从微观到宏观的所有 结构尺度；
高分辨率。
缺点主要是电子穿透能力弱（穿透能力为十分之
一难微；米电量 子级 与） 物扫， 质描电带的镜来作样用品十制分备强和烈实，验致等 使方 结面 果的 分电困 析子探针
光学显微镜的分辩率
0.2 μm
微观结构分析基本原理
出射束
入射束
物质
用载能粒子作为入射束轰击样品，在与样品相互作用后便 带有样品的结构信息，分为吸收和发射光谱。
所用波长应该与要分析的结构细节相应，例如要想分析原 子排列，必须用波长接近或小于原子间距的入射束。
电子、光子和中子是最常见的束源。
透射电较镜复杂。
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。
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。
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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。
扫描电子显微镜SEM和能谱分析技术EDS
背散射电子检测
EDS
能量分辨率：132eV 分析范围:Be-U
JEOL-6380/SEM的工作界面
颗粒
10，0000-Au 6，0000-纳米晶 金刚石
薄膜及涂层材料
昆虫
生物材料 头发
EDAX-EDS的工作界面---谱线收集
能谱谱线收集实例
Element CK OK AlK SiK MoL CrK MnK FeK
(3)粉末样品的制备：
导电胶－－粘牢粉末－－吸耳球－－观察 悬浮液－－滴在样品座上－－溶液挥发－－观察
(4)不导电样品：
通常对不导电样品进行喷金、喷碳处理或使用导电胶 形貌观察：喷金处理 成分分析：喷碳处理
样品制备注意事项
a 显露出所欲分析的位置 b 不得有松懈的粉末或碎屑 c 需耐热，不得有熔融蒸发的现象 d不能含有液状或胶状物质，以免挥发 e非导体表面需镀金或镀碳 f 磁性材料会影响聚焦，成像效果不好
阴极 控制极
阳极 电子束 聚光镜
试样
样品表面激发的电子信号
特征X射线
二次电子、背散射电子和特征X射线
二次电子
它是被入射电子轰击出来的样品核外电子.
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。
特征X射线
它是原子的内层电子受到激发之后， 在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射
6 能谱仪（EDS）的结构
7 能谱仪（EDS）的特点
优点
1）快速并且可以同时探测不同能量的X-光能谱 2）接受信号的角度大。 3）仪器设计较为简单 4）操作简单
性能 分析时间 检测效果 谱鉴定 试样对检测影响 探测极限 定量分析精度
EDS 几分钟 100％ 简单 较小
EDS
能量分辨率：132eV 分析范围:Be-U
JEOL-6380/SEM的工作界面
颗粒
10，0000-Au 6，0000-纳米晶 金刚石
薄膜及涂层材料
昆虫
生物材料 头发
EDAX-EDS的工作界面---谱线收集
能谱谱线收集实例
Element CK OK AlK SiK MoL CrK MnK FeK
(3)粉末样品的制备：
导电胶－－粘牢粉末－－吸耳球－－观察 悬浮液－－滴在样品座上－－溶液挥发－－观察
(4)不导电样品：
通常对不导电样品进行喷金、喷碳处理或使用导电胶 形貌观察：喷金处理 成分分析：喷碳处理
样品制备注意事项
a 显露出所欲分析的位置 b 不得有松懈的粉末或碎屑 c 需耐热，不得有熔融蒸发的现象 d不能含有液状或胶状物质，以免挥发 e非导体表面需镀金或镀碳 f 磁性材料会影响聚焦，成像效果不好
阴极 控制极
阳极 电子束 聚光镜
试样
样品表面激发的电子信号
特征X射线
二次电子、背散射电子和特征X射线
二次电子
它是被入射电子轰击出来的样品核外电子.
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。
特征X射线
它是原子的内层电子受到激发之后， 在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射
6 能谱仪（EDS）的结构
7 能谱仪（EDS）的特点
优点
1）快速并且可以同时探测不同能量的X-光能谱 2）接受信号的角度大。 3）仪器设计较为简单 4）操作简单
性能 分析时间 检测效果 谱鉴定 试样对检测影响 探测极限 定量分析精度
EDS 几分钟 100％ 简单 较小
SEM扫描电子显微镜课件
扫描电镜结构原理框图
扫描电镜结构 电子光学系统， 信号收集处理、图 像显示和记录系统， 真空系统， 三部分组成
扫描电镜结构原理
１、电子光学系统： 电子枪 电磁透镜（２个强磁１个弱磁）可使原来50μm电子束斑聚焦为6nm。 扫描线圈 样品室
电子束的滴状作用体积示意图
不同能量的电子束在样品中的作用模拟图
电子束在不同样品中的作用模拟图
但是，当电子束射入重元素样品中时，作用体积不呈滴状，而是半球状。电子束进入表面后立即向横向扩展，因此在分析重元素时，即使电子束的束斑很细小，也不能达到较高的分辨率。此时，二次电子的分辨率和背散射电子的分辨宰之间的差距明显变小。 由此可见，在其它条件相同的情况下(如信号噪音比、磁场条件及机械振动等)，电子束的束斑大小、检测信号的类型以及检测部位的原子序数是影响扫描电子显微镜分辨率的三大因素。
五、特征Ｘ射线 当样品原子的内层电子被入射电子激发，原子就会处于能量较高的激发状态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而使具有特征能量的Ｘ射线释放出来。 用Ｘ射线探测器测到样品微区中存在一种特征波长，就可以判定这个微区中存在着相应的元素。
六、俄歇电子 在特征x射线过程中，如果在原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量并不以X射线的形式发射出去，而是用这部分能量把空位层内的另—个电子发射出去，这个被电离出来的电子称为～。 俄歇电子能量各有特征值，能量很低，一般为50-1500eV. 俄歇电子的平均白由程很小(1nm左右). 只有在距离表面层1nm左右范围内(即几个原子层厚度)逸出的俄歇电子才具备特征能量，因此俄歇电子特别适用于表面层的成分分析。
由于ZrO2相平均原子序数远高于Al2O3相和SiO2 相，所以图中白色相为斜锆石，小的白色粒状斜锆石与灰色莫来石混合区为莫来石－斜锆石共析体，基体灰色相为莫来石。
《EDS能谱检测》课件
2 EDS能谱检测的局限性和不足
EDS能谱检测技术受到分析条件和样品制备的限制，同时对于部分元素分析不够准确。
3 总结和展望
EDS能谱检测有着广泛的应用前景，未来我们将更加注重不断优化技术，提高分析精度和 速度，满足不断增长的科研和工业需求。
EDS能谱检测的意 义与应用
EDS能谱检测可以为材料科学 的研究和工业生产提供重要 的物质分析手段。
EDS能谱检测的原理
光电效应的基本概念
光电效应是指当光子与物质作用时，能将光子的能 量转移给物质中的电子，若光的能量足够大，就会 把电子从原子或分子中释放出来。
碰撞电离的基本概念
碰撞电离是指当高能电子撞击样品时，会将样品中 的原子或分子电离。
《EDS能谱检测》PPT课 件
本课程将详细介绍EDS能谱检测的工作原理、样品制备、设备以及数据处理和 分析方法，以及在材料科学生产和研究中的应用和未来的发展方向。
什么是EDS能谱检测
EDS是什么？
EDS是一种能谱分析技术，它 能够定性、定量地分析样品 中的元素。
能谱检测是什么
能谱检测是通过测量样品辐 射物质的能量分布来分析其 成分和结构的技术。
EDS能谱检测在表面和材料物质分析、微区析出物分 析、微区材料相分析中有着重要的应用。
EDS能谱检测未来的发展方向
未来EDS能谱检测将主要聚焦在快速、高效、全面和 实时分析方面，并且将会衍生出更多的连接优秀的 多元分析技术，形成更加完善的试验技术体系。
结语
1 EDS能谱检测的重要性和意义
EDS能谱检测技术的发展推动了新材料的研究发展，并加快了科研和工业生产的发展速度。
能谱曲线的图像展示和数据处理
2
谱图后，需要对其进行分析和解析。
EDS能谱检测技术受到分析条件和样品制备的限制，同时对于部分元素分析不够准确。
3 总结和展望
EDS能谱检测有着广泛的应用前景，未来我们将更加注重不断优化技术，提高分析精度和 速度，满足不断增长的科研和工业需求。
EDS能谱检测的意 义与应用
EDS能谱检测可以为材料科学 的研究和工业生产提供重要 的物质分析手段。
EDS能谱检测的原理
光电效应的基本概念
光电效应是指当光子与物质作用时，能将光子的能 量转移给物质中的电子，若光的能量足够大，就会 把电子从原子或分子中释放出来。
碰撞电离的基本概念
碰撞电离是指当高能电子撞击样品时，会将样品中 的原子或分子电离。
《EDS能谱检测》PPT课 件
本课程将详细介绍EDS能谱检测的工作原理、样品制备、设备以及数据处理和 分析方法，以及在材料科学生产和研究中的应用和未来的发展方向。
什么是EDS能谱检测
EDS是什么？
EDS是一种能谱分析技术，它 能够定性、定量地分析样品 中的元素。
能谱检测是什么
能谱检测是通过测量样品辐 射物质的能量分布来分析其 成分和结构的技术。
EDS能谱检测在表面和材料物质分析、微区析出物分 析、微区材料相分析中有着重要的应用。
EDS能谱检测未来的发展方向
未来EDS能谱检测将主要聚焦在快速、高效、全面和 实时分析方面，并且将会衍生出更多的连接优秀的 多元分析技术，形成更加完善的试验技术体系。
结语
1 EDS能谱检测的重要性和意义
EDS能谱检测技术的发展推动了新材料的研究发展，并加快了科研和工业生产的发展速度。
能谱曲线的图像展示和数据处理
2
谱图后，需要对其进行分析和解析。
《EDS能谱检测》课件
案例二：考古研究应用
总结词
EDS能谱检测为考古研究提供了非破坏性分析方法，有助于揭示文物的制作材料和工艺 ，为历史研究提供重要线索。
详细描述
在考古研究中，EDS能谱检测技术可以对文物表面进行无损分析，检测文物中包含的元 素成分。通过这种技术，考古学家可以了解古代文物的制作材料、工艺和历史背景，例 如识别古代金属器的合金成分、鉴定古代陶瓷的原料和烧制工艺等。这些信息有助于揭
《EDS能谱检测》PPT课件
目录
• 引言 • EDS能谱检测基础知识 • EDS能谱检测实验操作 • EDS能谱检测数据分析 • EDS能谱检测案例分享 • 结论与展望
01
引言
Chapter
目的和背景
目的
介绍EDS能谱检测的基本原理、应用场景和操作方法，帮助观众了解和掌握这 一技术。
背景
随着科技的发展，材料科学、电子工程、生物学等领域对微观结构和成分分析 的需求日益增长，EDS能谱检测作为一种重要的分析手段，具有广泛的应用前 景。
05
EDS能谱检测案例分享
Chapter
案例一：材料成分分析
总结词
通过EDS能谱检测，可以准确地分析材料中的元素 成分，为材料研发、生产和质量控制提供有力支持 。
详细描述
EDS能谱检测技术可以对材料表面微区进行元素成 分分析，通过测量材料中不同元素的特征X射线， 确定材料中各元素的含量和分布情况。在材料研发 、生产和质量控制过程中，这种技术可以帮助研究 人员了解材料的成分比例、发现潜在的元素偏析或 污染物，从而优化材料配方或提高生产过程的控制 精度。
选择与目标相关的特 征进行后续分析。
对模型预测结果进行 评估和优化。
数据分析示例
数据处理
EDS能谱检测 ppt课件
例如：MnKa能量E为5.895KeV，形成的电子 －空穴对为1550个。CaK: 3.7KeV，约产生 1,000电子－空穴对。
电子-空穴对形成电压脉冲信号，探测器输 出的电压脉冲高度对应X射线的能量。
定性分析
能谱定性分析原理
X射线的能量为E＝hγ h为普朗克常数，γ为光子振动频率。 不同元素发出的特征X射线具有不同频率， 即具有不同能量，只要检测不同光子的能量 （频率γ）, 即可确定元素－定性分析。
定量分析
分析方法
1.有标样定量分析：在相同条件下，同时测量 标样和试样中各元素的X射线强度，通过强度 比，再经过修正后可求出各元素的百分含量。 有标样分析准确度高。
2. 无标样定量分析：标样X射线强度是通过 理论计算或者数据库进行定量计算。
EDS定量分析原理
试样中A元素特征X射线的强度IA与试样中A元素的含量 成比例，所以只要在相同条件下，测出试样中A元素 的X射线强度IA与标样中A元素的X射线强度I(A)比，近 似等于浓度比：
[wt.%] [wt.%] [at.%]
[wt.%]
-------------------------------------------------------------------------------------
C 6 K-series 63.77 66.81 81.86
7.68 1.515 0.441 1.000 1.000
-------------------------------------------------------------------------------------
Thank you !
KA=IA/I(A)～CA/C(A) 当试样与标样的元素及含量相近时，上式基本成立， 一般情况下必须进行修正才能获得试样中元素的浓度。
电子-空穴对形成电压脉冲信号，探测器输 出的电压脉冲高度对应X射线的能量。
定性分析
能谱定性分析原理
X射线的能量为E＝hγ h为普朗克常数，γ为光子振动频率。 不同元素发出的特征X射线具有不同频率， 即具有不同能量，只要检测不同光子的能量 （频率γ）, 即可确定元素－定性分析。
定量分析
分析方法
1.有标样定量分析：在相同条件下，同时测量 标样和试样中各元素的X射线强度，通过强度 比，再经过修正后可求出各元素的百分含量。 有标样分析准确度高。
2. 无标样定量分析：标样X射线强度是通过 理论计算或者数据库进行定量计算。
EDS定量分析原理
试样中A元素特征X射线的强度IA与试样中A元素的含量 成比例，所以只要在相同条件下，测出试样中A元素 的X射线强度IA与标样中A元素的X射线强度I(A)比，近 似等于浓度比：
[wt.%] [wt.%] [at.%]
[wt.%]
-------------------------------------------------------------------------------------
C 6 K-series 63.77 66.81 81.86
7.68 1.515 0.441 1.000 1.000
-------------------------------------------------------------------------------------
Thank you !
KA=IA/I(A)～CA/C(A) 当试样与标样的元素及含量相近时，上式基本成立， 一般情况下必须进行修正才能获得试样中元素的浓度。
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
射
反射光/投射 光
电子束在试样 上作光栅状扫
描
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size 鎢絲 20m 5x104 50~100
LaB6 10m 3x105 300~500
FEG 5~10nm 107 (cold)
>1 year
操作溫度 所需真空 （oC） （Torr）
2800
10-5
1800
10-6
RT
10-8
發射電流 （A）
特性
10 50 50~100
穩定，大電 流
高解析時具 大電流 高解析
Extracting
voltage circuit
－
+
Electron source: 5nm
Accelerating electrode
－ Accelerating
+
voltage circuit
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19
五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
(二).各種電子槍特性比較表:
電子源 Electron 20KV之亮度 LifeTime source （A/cm2Sr） （hr）
PPT学习交流
20
五.掃描式電子顯微鏡的構造-電磁透鏡
PPT学习交流
2
一.前言
• 什麼是顯微鏡: - 顯微鏡是一種用來將
微小物體放大以便利觀 察的器具。
PPT学习交流
3
二.電子顯微鏡發展
➢ 1873 Abbe 和 Helmholfz 分 別 提 出 解 像 力 與 照 射 光 的波長成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎。
➢ 1897 J.J. Thmson 發現電子
SEM/EDS構造與原理探討
• 掃描式電子顯微鏡的構造與原 理
• 能量散射光譜儀的構造與原理
PPT学习交流
1
介紹大綱
• 一.前言 • 二.電子顯微鏡的發展 • 三.電子顯微鏡的種類 • 四.掃描式電子顯微鏡的原理 • 五.掃描式電子顯微鏡的構造 • 六.電子顯微鏡對試片的作用 • 七.電子顯微鏡的應用範圍 • 八.EDS硬體架構與處理方式介紹 • 九.EDS功能介紹
➢1940-41 RCA 公 司 推 出 美 國 第 一 部 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡(解像力50 nm) 。
➢1941-63 解 像 力 提 昇 至 2~3 Å （ 穿 透 式 ） 及 100Å （掃描式）
➢1960 Everhart and Thornley 發明二次電子偵測器。
➢1965 第一部商用SEM出現(Cambridge)
➢ 1924 Louis de Broglie （ 1929 年 諾 貝 爾 物 理 獎 得 主 ） 提出電子本身具有波動的物理特性，進一步提 供電子顯微鏡的理論基礎。
➢ 1926 Busch 發 現 電 子 可 像 光 線 經 過 玻 璃 透 鏡 偏 折 一般，由電磁場的改變而偏折。
➢ 1931 德 國 物 理 學 家 Knoll 及 Ruska 首 先 發 展 出 穿透 式電 子 顯 微 鏡 原 型 機 。
➢ 1937 首 部 商 業 原 型 機 製 造 成 功 （ Metropolitan Vickers 牌 ） 。
PPT学习交流
4
二.電子顯微鏡發展
➢1938 第 一 部 掃 描 電 子 顯 微 鏡 由 Von Ardenne 發 展 成功。
➢1938-39 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡 正 式 上 市 （ 西 門 子 公 司, 50KV~100KV, 解像力20~30 Å） 。
PPT学习交流
12
三.電子顯微鏡的種類
•SEM/TEM/OM的構造比較表
PPT学习交流
13
三.電子顯微鏡的種類
•SEM/TEM/OM的影像比較
樣品:鼠腎球體
PPT学习交流
14
四.掃描式電子顯微鏡的原理
• 由電子源發射出電子
後，在真空電子槍內
下，經由掃瞄線圈，
使電子束於試片室內
對試片表面作掃瞄，
PPT学习交流
11
三.電子顯微鏡的種類
(2)穿透式電子顯為鏡(TEM)
• 穿透式電子顯微鏡觀察試片之 製作較繁複，必需有熟練之技 巧，同時，試片之實體感也會 降低。
• 穿透式電子顯微鏡將欲觀察的 試片放在電子槍內，使觀察的 解析度比掃描式高.但因為電子 束須穿透試片，所以所需的加 速電壓相對比掃描式電子顯微 鏡來的高.
掃瞄之區域愈大則顯
示於螢幕上之倍率愈
小，反之則愈大. 當
電子束作用於試片表
面時會激發出電子訊
號，由試片室內之偵
測器，偵測其訊號後
經數位放大後在螢幕
上顯像.
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15
五.掃描式電子顯微鏡的構造-照明系统
电子枪、聚光镜 为成像系统提供一个亮度高、尺寸小的照明光点
電子槍的種類: (1)FEG(field Emission Gun单晶鎢) (2)Lab6(六硼化鑭) (3)W filament(鎢陰極)
PPT学习交流
16
五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
W filament
LaB PPT学习交流 6
FEG
17
五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
PPT学习交流
18
五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
➢Field emission 電子槍的動作原理
Flash circuit
Emitter Extracting electrode
10
三.電子顯微鏡的種類
(1)掃描式電子顯微鏡(SEM)
• 有很大的景深，對粗糙的表面， 例如凹凸不平的金屬斷面顯示 得很清楚，而立體感很強。所 以，掃描電鏡是研究固體試片 表面形貌的有力工具
• 掃描式電子顯微鏡將欲觀察的 試片放在底部，電子束與試片 作用產生二次電子的激發，在 經收集放大，所以加速電壓與 解析度沒有穿透式來的高，但 試片更換與製作比較方便.
➢1966 JEOL (日本电子）發表第一部商用SEM(JSM-1)
PPT学习交流
5
PPT学习交流
6
JSM6500F
PPT学习交流
7
PPT学交流
8
PPT学习交流
9
顯微鏡可見的範圍
• 肉眼可見物體的範圍:
~0.1cm
•光學顯微鏡可見的範 圍:
~1um
• 掃描式電子顯微鏡可 見的範圍:
~10nm
• 穿透式電子顯微鏡可
見的範圍:
Tick:
~0.1nm Any of numerous small bloodsucking parasitic arachnids of the family Ixodidae, many of which transmit
febrile diseases, such as Rocky Mountain spottePdPTf学ev习e交r 流and Lyme disease.
LaB6 10m 3x105 300~500
FEG 5~10nm 107 (cold)
>1 year
操作溫度 所需真空 （oC） （Torr）
2800
10-5
1800
10-6
RT
10-8
發射電流 （A）
特性
10 50 50~100
穩定，大電 流
高解析時具 大電流 高解析
Extracting
voltage circuit
－
+
Electron source: 5nm
Accelerating electrode
－ Accelerating
+
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
(二).各種電子槍特性比較表:
電子源 Electron 20KV之亮度 LifeTime source （A/cm2Sr） （hr）
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-電磁透鏡
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一.前言
• 什麼是顯微鏡: - 顯微鏡是一種用來將
微小物體放大以便利觀 察的器具。
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3
二.電子顯微鏡發展
➢ 1873 Abbe 和 Helmholfz 分 別 提 出 解 像 力 與 照 射 光 的波長成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎。
➢ 1897 J.J. Thmson 發現電子
SEM/EDS構造與原理探討
• 掃描式電子顯微鏡的構造與原 理
• 能量散射光譜儀的構造與原理
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1
介紹大綱
• 一.前言 • 二.電子顯微鏡的發展 • 三.電子顯微鏡的種類 • 四.掃描式電子顯微鏡的原理 • 五.掃描式電子顯微鏡的構造 • 六.電子顯微鏡對試片的作用 • 七.電子顯微鏡的應用範圍 • 八.EDS硬體架構與處理方式介紹 • 九.EDS功能介紹
➢1940-41 RCA 公 司 推 出 美 國 第 一 部 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡(解像力50 nm) 。
➢1941-63 解 像 力 提 昇 至 2~3 Å （ 穿 透 式 ） 及 100Å （掃描式）
➢1960 Everhart and Thornley 發明二次電子偵測器。
➢1965 第一部商用SEM出現(Cambridge)
➢ 1924 Louis de Broglie （ 1929 年 諾 貝 爾 物 理 獎 得 主 ） 提出電子本身具有波動的物理特性，進一步提 供電子顯微鏡的理論基礎。
➢ 1926 Busch 發 現 電 子 可 像 光 線 經 過 玻 璃 透 鏡 偏 折 一般，由電磁場的改變而偏折。
➢ 1931 德 國 物 理 學 家 Knoll 及 Ruska 首 先 發 展 出 穿透 式電 子 顯 微 鏡 原 型 機 。
➢ 1937 首 部 商 業 原 型 機 製 造 成 功 （ Metropolitan Vickers 牌 ） 。
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二.電子顯微鏡發展
➢1938 第 一 部 掃 描 電 子 顯 微 鏡 由 Von Ardenne 發 展 成功。
➢1938-39 穿 透 式 電 子 顯 微 鏡 正 式 上 市 （ 西 門 子 公 司, 50KV~100KV, 解像力20~30 Å） 。
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•SEM/TEM/OM的構造比較表
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三.電子顯微鏡的種類
•SEM/TEM/OM的影像比較
樣品:鼠腎球體
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四.掃描式電子顯微鏡的原理
• 由電子源發射出電子
後，在真空電子槍內
下，經由掃瞄線圈，
使電子束於試片室內
對試片表面作掃瞄，
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三.電子顯微鏡的種類
(2)穿透式電子顯為鏡(TEM)
• 穿透式電子顯微鏡觀察試片之 製作較繁複，必需有熟練之技 巧，同時，試片之實體感也會 降低。
• 穿透式電子顯微鏡將欲觀察的 試片放在電子槍內，使觀察的 解析度比掃描式高.但因為電子 束須穿透試片，所以所需的加 速電壓相對比掃描式電子顯微 鏡來的高.
掃瞄之區域愈大則顯
示於螢幕上之倍率愈
小，反之則愈大. 當
電子束作用於試片表
面時會激發出電子訊
號，由試片室內之偵
測器，偵測其訊號後
經數位放大後在螢幕
上顯像.
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-照明系统
电子枪、聚光镜 为成像系统提供一个亮度高、尺寸小的照明光点
電子槍的種類: (1)FEG(field Emission Gun单晶鎢) (2)Lab6(六硼化鑭) (3)W filament(鎢陰極)
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
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FEG
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
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五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍
➢Field emission 電子槍的動作原理
Flash circuit
Emitter Extracting electrode
10
三.電子顯微鏡的種類
(1)掃描式電子顯微鏡(SEM)
• 有很大的景深，對粗糙的表面， 例如凹凸不平的金屬斷面顯示 得很清楚，而立體感很強。所 以，掃描電鏡是研究固體試片 表面形貌的有力工具
• 掃描式電子顯微鏡將欲觀察的 試片放在底部，電子束與試片 作用產生二次電子的激發，在 經收集放大，所以加速電壓與 解析度沒有穿透式來的高，但 試片更換與製作比較方便.
➢1966 JEOL (日本电子）發表第一部商用SEM(JSM-1)
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JSM6500F
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9
顯微鏡可見的範圍
• 肉眼可見物體的範圍:
~0.1cm
•光學顯微鏡可見的範 圍:
~1um
• 掃描式電子顯微鏡可 見的範圍:
~10nm
• 穿透式電子顯微鏡可
見的範圍:
Tick:
~0.1nm Any of numerous small bloodsucking parasitic arachnids of the family Ixodidae, many of which transmit
febrile diseases, such as Rocky Mountain spottePdPTf学ev习e交r 流and Lyme disease.