一、 掃描電子
顯微鏡的工作原理
^5QSV\X 6aXsRhQ~ 掃描電鏡(Scanning Electron Microscope)是用聚焦電子束在試樣表面逐點掃描成像。試樣為塊狀或粉末顆 粒,成像信號可以是二次電子、背散射電子或吸收電子。其中二次電子是最主要 的成像信號。由電子槍發(fā)射的能量為 5 ~ 35keV 的電子,以其交 叉斑作為電子源,經(jīng)二級聚光鏡及
物鏡的縮小形成具有一定能量、一定束流強度 和束斑直徑的微細電子束,在掃描線圈驅(qū)動下,于試樣表面按一定時間、空間順 序作柵網(wǎng)式掃描。聚焦電子束與試樣相互作用,產(chǎn)生二次電子發(fā)射(以及其它物 理信號),二次電子發(fā)射量隨試樣表面形貌而變化。二次電子信號被
探測器收集 轉(zhuǎn)換成電訊號,經(jīng)視頻放大后輸入到顯像管柵極,調(diào)制與入射電子束同步掃描的 顯像管亮度,得到反映試樣表面形貌的二次電子像。
I^0bEwqZ~ rQ@,Y" ([`-*Hy 二、掃描電鏡具有以下的特點
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! {m (1) 可以觀察直徑為0 ~ 30mm的大塊試樣(在
半導(dǎo)體工業(yè)可以觀察更大直徑),制樣方法簡單。
+twJHf_U (2) 場深大、三百倍于
光學(xué)顯微鏡,適用于粗糙表面和斷口的分析觀察;圖像富有立體感、真實感、易于識別和解釋。
3[-L'!pOX3 (3) 放大倍數(shù)變化范圍大,一般為 15 ~ 200000 倍,對于多相、多組成的非均勻材料便于低倍下的普查和高倍下的觀察分析。
>c;qIP)Z (4) 具有相當(dāng)高的
分辨率,一般為 3.5 ~ 6nm。
a:H}c9$% (5) 可以通過電子學(xué)方法有效地控制和改善圖像的質(zhì)量,如通過調(diào)制可改善圖像反差的寬容度,使圖像各部分亮暗適中。采用雙放大倍數(shù)裝置或圖像選擇器,可在熒光屏上同時觀察不同放大倍數(shù)的圖像或不同形式的圖像。
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L/*,[}' (6) 可進行多種功能的分析。與 X 射線譜儀配接,可在觀察形貌的同時進行微區(qū)成分分析;配有光學(xué)顯微鏡和單色儀等附件時,可觀察陰極熒光圖像和進行陰極熒光
光譜分析等。
ATPc~f (7) 可使用加熱、冷卻和拉伸等樣品臺進行動態(tài)試驗,觀察在不同環(huán)境條件下的相變及形態(tài)變化等。
\E]s]ft;+ P=(\3ok 三、掃描電鏡的主要結(jié)構(gòu)