扫描电镜相关参考试题

扫描电镜考核

1、请分别解释什么是二次电子像、背散射电子像以及二次电子和背散射电子的特点是什么？

请说明为什么背散射电子像的分辨率低于二次电子像？

二次电子像是指入射电子与试样中弱束缚价电子非弹性散射作用而发射的电子，其主要特点是能量低（一般小于50eV）,主要是在试样表面5-10nm的深度内产生，因此其主要反应的是材料表面形貌信息。

背散射电子是指入射电子与试样原子核发生一次或者多次弹性或者非弹性散射后重新逸出试样表面的高能电子。其主要特点是能量高，其能量接近或者等于入射电子的能量；产额随试样平均原子序数增加而增加，因此背散射电子像可以反应材料的组分信息。

扫描电镜图像的分辨率主要由三个因素决定：入射电子束的直径、入射电子束在样品内的作用范围和信噪比。对于几乎相同电镜条件下得到的二次电子像和背散射电子像而言，入射电子束直径和信噪比均接近，影响其分辨率的关键因素是入射电子束在样品内的作用范围，作用范围越大则图像中能分辨的两点间的距离就越大。背散射电子的产生范围要远远大于二次电子的产生范围，因此在二次电子像中能很好区别的两点在背散射电子像中则存在较大的重叠范围，从而不能很好区别。因此，二次电子像分辨率要由于背散射电子像分辨率。

2、请说明扫描电镜主要能实现那些功能，他们具有什么特点？

扫描电镜主要具有三个主要功能：显微结构图像信息、微区成分定性和定量分析（EDS能谱）、微区相结构分析（EBSD，背散射电子衍射）。

显微结构图像信息主要包括：二次电子像，图像分辨率高，可以达到0.8-0.9nm，对材料表面细节敏感；背散射电子像，图像分辨率相对较低，一般2-3nm，对材料组分敏感，主要反应材料组分分布情况；扫描透射像（STEM），其特点是分辨率高，可以达到0.4nm，但是由于扫描电镜的加速电压小，对样品厚度要求较薄，厚样品无法穿透获得形貌。另一个主要特点是能同时得到材料的扫描透射电子像和二次电子像，即同时得到材料的内部信息和表面结构信息。

微区成分定性和定量分析（EDS能谱）主要特点是：分析范围小，一般从几十纳米到几百微米，是典型的微区分析手段；在使用标准样品进行定量分析时，准确度较高；可以同时获得材料显微结构信息和元素分布信息。

微区相结构分析（EBSD）主要特点是：可以在几百微米甚至毫米尺度范围内同时给出材料显微形貌、晶体结构、取向分布和晶粒大小分布等多种信息；对晶体取向的变化尤其敏感，特别适合研究材料中晶体取向的变化；样品制样简单，可以直接分析较大的块状样品；对晶胞参数的测量精度较差，导致必须要依靠EDS或者WDS成分分析结果才能进行较准确的相鉴定。

3、表格为EDS测试结果，请分别说明表格中每一列代表含义并计算A、B、C、D处对应的

数值。

4、图中的扫描电镜背散射图像中存在四相，他们分别是Si3N4、Si、SiO2及Pb(Zr0.52Ti0.48)O3，

请指出图中A、B、C、D分别对应什么相，并给出理由（需给出详细计算过程。原子序数N：7, O：8, Si：14, Pd：82, Zr：40, Ti：22；Si3N4密度：3.44g/cm3, SiO2密度:2.65g/cm3）

A

B

C

D