SEM 实验

SEM 实验,第1张

烧结试样的 SEM 分析采用日本日立公司生产的 S-520 扫描电子显微镜完成。首先将试样的新鲜断裂面在 IB-3 离子溅射渡膜仪中喷渡厚度约为 10 ~20 nm 的金,对结构致密的部分试样断裂面采用 40%浓度的氢氟酸 ( HF) 侵蚀 20min 后进行镀金,然后放入 SEM样品室内进行观察,电子枪电压采用 20kV,电子束流为 150 mA,并用照相方式记录样品的二次电子图像 ( 或称之为形貌像) 。

调整样品台倾斜角度!一种所谓机械对中样品台在这个调解过程中,虽然不能精确的保证样品倾斜时严格以同一个轴线来调整,但基本观察视野不会跑,不离焦!这样翻过来调过去的看,你就看清楚了!

稍微多讲点有关EM立体成像技术:

1950年代,美国科学家在实验室,第一次使用SEM弄出了立体对,那时SEM还没有商品化!在一般摄影上被称作全息照相!

现在FEI公司有这样的选购软件,可以用在SEM或TEM上。自动控制样品台按照一定角度间隔倾斜,且保证倾斜同轴,每个角度保存一幅图像,然后把N个图像合成一个立体图像,是最为精准的技术。SEM形成表面立体形貌像,TEM的立体像和CT效果相同。由于要求样品台精度极高,且运算复杂,价格贼贵!

为了简化操作,节约成本,只看个大概!最常用的立体对方法是样品角度不变,电子束以一定允许的夹角从两个方向分别扫描一张图像,一张红色伪彩,一张绿色伪彩。把两张照片叠加,形成红绿重影像!然后戴个红绿镜片眼镜,也可看到立体图像,解决你的问题!

除了立体对技术,还有就是线扫描Y增益的示波器技术!

有些扫描电镜带有示波器,扫描发生器让电子束在划定的直线上扫描,然后把信号曲线画在直线上方,因为图像信号强度是电子束与像素表面角度的函数,一般认为曲线的高低起伏代表样品的高低起伏。如果将一帧图像均做Y增益,即可用软件合成一幅立体表面形貌像。有些厂商忽悠客户说此为表面立体像,其实很不严谨,因为很多时候会有假象存在,基本上没有实用价值,很多厂商取消了这个功能!

如果没有做以上的多角度观察,那就要考验成像信号的判断。就这张图像而言,可以肯定:金字塔在基底上凸起!棱角凸起信号强度高,发亮;凹陷信号强度低,发暗!

分类: 外语/出国

问题描述:

SEM的原理是什么?

解析:

(SEM)扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到

1956年开始生产商品扫描电镜。近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展。

一.扫描电镜的特点

和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:

(一) 能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单,不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大,图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广,分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二.扫描电镜的结构和工作原理

(一) 结构

1.镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。

2.电子信号的收集与处理系统

在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至

几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。

3.电子信号的显示与记录系统

扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。

4.真空系统及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到 10(4~10(5托的真空度。电源系统供给各部件所需的特定的电源。

(二) 工作原理

从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节 扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没

有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。

[Last edit by SeanWen]


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