©专藏江工大坐 主要内容CONTENT 材料科学与工程学院 ,2引言 ,扫描电镜结构与工作原理 第二章邦騁子显微镜 扫电 描电的主要性 ·扫描电镜图象及村度 王庆平 扫描电镜试样的制备 小结 2.1引言 JEOL扫描电子显撒 36年便已被提出 所以实用价值不大。经过各国科 不斯发 进了各有关半科的发展。 858340 © © 1-6301扬发射枪扫指电
（SEM） CONTENTS Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø 2.1 3 JEOL 4 5 JSM-6301F 6
飞纳台式场发射电镜 ⊙ SEM image (beetle) ©扫描电子显微镜 2.1引 2.1 扫描电子显徽镜(Seamning Electrom Microscope) 大薇贺地济惠子的分品达-a改
7 飞纳台式场发射电镜 SEM image (beetle) 9 1 0 Scanning Electron Microscope SEM 2.1 1 1 Light vs Electron Microscope 2.1
21引 2.1引言 电子像分辨本领可达 几告到几十万倍) 且连续可调： 动态观察) 利W州季场工泉季离 2SE的和工作原理 22SEM的构造和工作原理 22.1SE的结 子格 子 © 2.2S的构造和工作原理 © 2.2S的构造和工作原理 2,21SEM的结构 (4电子光学系统 用阴与阳灯丝可的高压产生高能士的 扫电6.信处理，像显示和记录系 、。,真空系熊 电子光系（ 用作格货八 电子枪的类型
• • • • 2.1 • SEM X WDX X EDX • 2.1 2.2.1 SEM 2.2 SEM 1 5 2.2 SEM 2.2.1 SEM 1 7 1 8
②22SD的构造和工作原理 2.2S的构造和工作原理 6.电藏进镜 c,扫描领圆 ★作用使电子爽装 可选用几个速来完 4样品室 样品上每一定位置进行各种分。 出特州中寿工率学离 ⊙ 2.2$E的构造和工作原理 © 2.2S的构造和工作原理 [②)情号收处，图像温示和记录承 (3)其空系能 作用：收探们样品在入射血子作用下产生的 学系统正常工作，防止样品污， 各种物理信号，并进行放大将信号检测放大系线 输出的调制信号转换为能显示在阴极射线管灾光屏 一情况下要求保神1010 上的图像，供现来或记录。 © 2.2S的构造和工作原理 2.2S的构造和工作原理 发出的
2 0 2 1 2 2 • 2-3 • , X • , , • • ——
2.3扫描电镜成像的物理信号 2.3扫描电镜成像的物理信 电子束与杆品的相互作用 人射电于件产生的情号 制将样季有工限手高 © 23扫描电镜成像的物理信号 (1)背散射电子 不同信号的用 a ering electron) 用 是指被国传 品中的于反弹回来的 分) 电子 的酸射角大 电子的 电 电子 非性收电于 电 肉后产生非弹 CL(览先 喜射后仍能反出样品表通，这就形 ⑧ (1)背敬射由子 (2)二次电子 (backscattering electron) electron) 聚电子的能 百通，从十电子快到 二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子 从上看，弹性射电子比弹性射电子所古 由于康 树，定地选行成分分标
• 电子束与样品的相互作用 不同信号的用途 backscattering electron • • • • • • • • • 1000Å 1 m backscattering electron （secondary electron） • • • •
(②)二次电子 ondary ele ctron 发导 费金精 于与样爱生作用，若速 时电 相应 制养科华工限学高 的反是互补的 ⊙ (3)吸收电子 (4)潘时由子 (absorption electron) (transmission electron) ”金搜天李痛有务建的赞骨时搜6茶碧天破 鞋我资是 收电子的敏就致少】 通电子情号是由 果胜行跫整清被风终氛映原子序数村度，同样也可以用 装公器 情工 © (5)特征X射线 ⑧ (5)特征射线 (characteristic X-ray) (characteristic X-ray) 。若这一能量8以射线唇式减出，这就是该元素的6银射。此时射线的流长为： 经 作用下 鞋鞋上装 EE 放出来
• 50-500Å 0-50eV • • 50-100Å • （secondary electron） absorption electron • • • • • absorption electron （transmission electron） • • • Å • （characteristic X-ray） • • characteristic X-ray • • K K L2 hc E E a l = - ( ) 2 K Z l = -s
(6)俄歇电子 其它物理信号 uge 发数 除了上述六种信号外，固体样品中还会产生 列如阴极荧光、 电子束感生效应 信号，这 些信号经过调制后也可以用于专门的分析。 所以它1 这说明 电 ⊙ 24扫描电子显微镜的主要性能 )整大倍数 ·()放大倍数(magnification) ·(②)分辨率(resolution) ·()最深(depth of field/depth of focus) 胜默导路 月群统叠色日由被大售数为20-20信， © 《)分辨室 ()分辨率 (resolution ,分辨率是扫推电子显微铺主要性能指标， 生高能入 子作 意高。入时目 分本 直径 可使 翼酒号产生 射地于在并品中的
Auger electron • • • 其它物理信号 • • (1) magnification • (2) resolution • (3) depth of field / depth of focus (1) 放大倍数 （magnification） • • • C S A M A = (2) 分辨率 （resolution） • • nm 1nm • (2) 分辨率 （resolution） • • ,
resolution esolution 从为 二次电 (2)分罐实 (位】分罐姿 resolution) resolution 大，电子桌流入样时意大。 :作用 分 干批造成图 ⑧ 3)层 ⑧ (3)景深 (depth of field /depth of focus) (depth of field /depth of focus) 深是 填对高不平的试样各都位能同时皮的 决于分博本 D,= 2△R。2△R。. tanB
• • (2) 分辨率 （resolution） • • (2) 分辨率 （resolution） • • • • • (2) 分辨率 （resolution） • • • (2) 分辨率 （resolution） (3) 景深 （depth of field / depth of focus） • • • • 0 0 S 2 R 2 R D tan D D = » b b (3) 景深 （depth of field / depth of focus）
2.5S卫M的成像村度 2.5S的成像村度 25.1二次电子像衬度 子束作用下装击出来井高开样品 不a以 影熊州度：由于试样面形粮楚别而形成的度。 品吸收。 树由于试样表面不同部位原于序最不同而形成 制科季寿工复手高 二次电子产率δ与电子束入射角度的关系 形貌村度原理 若议加为入射电于来 入时电子束 c 能量 暗区壳区 ⊙ 2.5S泡的成像衬度 2.5S泡的成像村度 在电子牧擦香的播同上加上 的偏压，可以使任能二次 入射束 入射 电千收年器 众电子
4 9 2.5.1 (1) 5 0 α 1kV δ α δ 1/cosα δ • 2 • • • • • • • •
表面形粮村度的应用 (山山材料表面形态（组织）观察 次子德形魏封的分 为扫描电镜应用最广的 方式，尤其在失 红件的上， 最有效的羊段。 已成为目前方 州养林华工限学底 ()断口形貌观索 ()磨损表面形貌观察 (4)纳米结构材料形态观察 ©(5)生物样品的形貌观
表面形貌衬度的应用 • (1)材料表面形态（组织）观察 (2)断口形貌观察 (3)磨损表面形貌观察 (4)纳米结构材料形态观察 (5)生物样品的形貌观察