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SEM掃描電鏡如何進行分析?

日期:2024-07-01 11:57:48 瀏覽次數(shù):54

SEM掃描電鏡的分析過程主要基于探測電子與樣品相互作用產(chǎn)生的各種信號。以下是掃描電鏡進行分析的詳細步驟和要點:

工作原理:

掃描電鏡通過頂部的電子光源(電子槍)發(fā)射電子,這些電子在加速電壓的作用下,經(jīng)過電磁透鏡聚焦成極細的電子束。

電子束在樣品表面進行有序的光柵掃描,與樣品相互作用產(chǎn)生二次電子、背散射電子、X射線等多種信息。

掃描電鏡.jpg

信號檢測與成像:

二次電子和背散射電子等信號由相應的探測器檢測,并經(jīng)過放大處理,Z終傳送到顯示屏上,調制顯示屏的亮度,形成與樣品表面相對應的顯微形貌圖像。

掃描電鏡采用逐行掃描、逐點成像的方法,將樣品表面的不同信息特征按順序成比例地轉換成視頻信號,Z終在熒光屏上觀察到放大的顯微形貌圖像。

主要分析信號:

二次電子:主要用于觀察樣品表面形貌,對表面狀態(tài)非常敏感。二次電子能量較低,主要來自樣品表面1~10nm深度范圍,因此二次電子像能很好地顯示試樣表面的微觀形貌。

背散射電子:能量大于50eV,小于入射電子能量E0,大部分約0.7~0.9E0。背散射電子信號不僅可以分析試樣形貌特征,而且可以顯示試樣化學組分特征,在一定的范圍內粗略進行定性分析試樣表面的化學組分分布情況。

特征X射線:通過激發(fā)試樣原子內層電子躍遷產(chǎn)生,用于定量分析樣品組成。

分析過程:

通過調節(jié)電子束在樣品表面掃描的幅度(As)來改變放大倍數(shù),同時保持熒光屏陰極射線同步掃描的幅度(Ac)固定不變。

分辨率是SEM掃描電鏡的一個重要性能指標,它決定了能夠分析的Z小區(qū)域和能夠分辨兩點之間的Z小距離。

掃描電鏡具有大的景深,可以在聚焦完成后顯示一定縱深范圍內的清晰圖像,這使得觀察表面的凹凸不平信息更為便捷。

應用領域:

SEM掃描電鏡在材料學、物理學、化學、生物學、考古學、地礦學以及微電子工業(yè)等領域有廣泛的應用,可用于觀察和分析納米材料的結構、高分子材料的微觀形貌、金屬材料的微觀組織、陶瓷材料的晶相等多種類型的樣品。

注意事項:

樣品制備需要滿足一定的要求,如樣品B須是固體,滿足無毒、無放射性、無污染、無磁、無水、成分穩(wěn)定等。

對于導電性差的樣品,需要進行鍍膜處理以增加導電性,并防止樣品的熱損傷。

通過上述步驟和要點,掃描電鏡能夠有效地對樣品進行高分辨率的表面形貌觀察和微區(qū)成分分析。

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