5-3扫描电子显微镜(教案) 实验的目的要求 1.了解扫描电子显微镜的工作原理和掌握其使用办法 2.用扫描电子显微镜观察不同金刚石膜的形貌像并加以讨论 教学内容: 1.画出扫描电子显微镜的原理图, 2.能够看说明书自己正确操作扫描电子显微镜, 3.通过观察不同粗糙度Si衬底表面上生长出金刚石膜的相貌像,讨论为什么粗糙度大的 衬底上金刚石膜厚,并对之作出解释 实验过程中可能涉及的问题: 1.扫描电子显微镜是一种比较理想的表面分析工具,可以直接观察大块样品的表面,且样 品制备方便。 2.扫描电子显微镜的景深大,放大倍数连续可调的范围大,分辨本领较高,所以它成为了 固体材料断口和显微组织三维形态的观察用的有效工具 3.扫描电子显微镜不仅能做表面形貌像的分析,而且配备相关附件后,还可以做表面成分 分析及表层晶体学位相分析 4.扫描电子显微镜中也要用到外加磁场对其电子枪发射出的电子束进行约束。此约束的最 终目的是什么?它与透射电子显微镜中的磁场对电子束的作用有何不同?扫描电镜中 的磁场用于使电子束会聚成纳米量级的束斑,透射电镜中的磁场起到光学透镜的作用, 使电子束能够穿过样品产生衍射光斑。 5.扫描电镜和透射电镜的成像原理大不相同。扫描电镜不用什么透镜来进行放大成像,而是 像闭路电视那样,逐点逐行扫描成像 6.固定光阑和限速光阑的作用是什么? 7.电子束的粗细和图像分辨率的关系:细则分辨率高 8.扫描电子显微镜中的入射电子東打在样品表面会产生哪几种电子?扫描电子显微镜中主 要的信号是二次电子和背散射电子。主要工作模式是提供二次电子像。 9.实验中用的S450扫描电子显微镜的抽真空系统与本科生在普通物理实验课中做过的镀 铜膜的实验中用的抽真空系统的区别:S450扫描电子显微镜的抽真空系统用的是机械泵 加油扩散泵,此系统工作时必须通冷却水:;镀铜膜的实验是用机械泵加分子泵,此系统 工作时不用冷却水。应知道原因:油扩散泵工作时产生油蒸气,不通冷却水油蒸气分子 会进入到真空反应室,造成实验系统的污染。 10.若不通冷却水,当试图启动扫描电镜开始工作时,蜂鸣器会响。 11.扫描电子显微镜的显示屏上看到的图像和样品台实际放置的位置不一样,相差90度 因此样品放入之前应该把每个样品的轮廓画出来,以备观察样品分不清时备用 12.在一定的放大倍数下观察样品的图像时,调节聚焦旋钮时,看到的图形向左上方或者向 右上方拉长,表明聚焦调节得欠焦或过焦 13.像散是如何产生的?由于透镜的形状和广阑位置的影响使得像未成在明晰圈处而造成。 14.高压的作用。 15.对比度和亮度对成像的影响。 16.钨灯丝发射出的电子束约在若干微米量级。5-3 扫描电子显微镜 （教案） 实验的目的要求： 1. 了解扫描电子显微镜的工作原理和掌握其使用办法 2. 用扫描电子显微镜观察不同金刚石膜的形貌像并加以讨论 教学内容： 1. 画出扫描电子显微镜的原理图， 2. 能够看说明书自己正确操作扫描电子显微镜， 3. 通过观察不同粗糙度 Si 衬底表面上生长出金刚石膜的相貌像，讨论为什么粗糙度大的 衬底上金刚石膜厚，并对之作出解释。 实验过程中可能涉及的问题： 1. 扫描电子显微镜是一种比较理想的表面分析工具，可以直接观察大块样品的表面，且样 品制备方便。 2. 扫描电子显微镜的景深大，放大倍数连续可调的范围大，分辨本领较高，所以它成为了 固体材料断口和显微组织三维形态的观察用的有效工具。 3. 扫描电子显微镜不仅能做表面形貌像的分析，而且配备相关附件后，还可以做表面成分 分析及表层晶体学位相分析。 4. 扫描电子显微镜中也要用到外加磁场对其电子枪发射出的电子束进行约束。此约束的最 终目的是什么？它与透射电子显微镜中的磁场对电子束的作用有何不同？扫描电镜中 的磁场用于使电子束会聚成纳米量级的束斑，透射电镜中的磁场起到光学透镜的作用， 使电子束能够穿过样品产生衍射光斑。 5.扫描电镜和透射电镜的成像原理大不相同。扫描电镜不用什么透镜来进行放大成像，而是 像闭路电视那样，逐点逐行扫描成像。 6. 固定光阑和限速光阑的作用是什么？ 7. 电子束的粗细和图像分辨率的关系：细则分辨率高。 8. 扫描电子显微镜中的入射电子束打在样品表面会产生哪几种电子？扫描电子显微镜中主 要的信号是二次电子和背散射电子。主要工作模式是提供二次电子像。 9. 实验中用的 S450 扫描电子显微镜的抽真空系统与本科生在普通物理实验课中做过的镀 铜膜的实验中用的抽真空系统的区别：S450 扫描电子显微镜的抽真空系统用的是机械泵 加油扩散泵，此系统工作时必须通冷却水；镀铜膜的实验是用机械泵加分子泵，此系统 工作时不用冷却水。应知道原因：油扩散泵工作时产生油蒸气，不通冷却水油蒸气分子 会进入到真空反应室，造成实验系统的污染。 10. 若不通冷却水，当试图启动扫描电镜开始工作时，蜂鸣器会响。 11．扫描电子显微镜的显示屏上看到的图像和样品台实际放置的位置不一样，相差 90 度。 因此样品放入之前应该把每个样品的轮廓画出来，以备观察样品分不清时备用。 12．在一定的放大倍数下观察样品的图像时，调节聚焦旋钮时，看到的图形向左上方或者向 右上方拉长，表明聚焦调节得欠焦或过焦。 13．像散是如何产生的？由于透镜的形状和广阑位置的影响使得像未成在明晰圈处而造成。 14．高压的作用。 15．对比度和亮度对成像的影响。 16．钨灯丝发射出的电子束约在若干微米量级