SEM扫描电镜图怎么看,图上各参数都代表什么意思

SEM扫描电镜图怎么看,图上各参数都代表什么意思,第1张

1、放大率:

与普通光学显微镜不同,在SEM中,是通过控制扫描区域的大小来控制放大率的。如果需要更高的放大率,只需要扫描更小的一块面积就可以了。放大率由屏幕/照片面积除以扫描面积得到。

所以,SEM中,透镜与放大率无关。

2、场深:

在SEM中,位于焦平面上下的一小层区域内的样品点都可以得到良好的会焦而成象。这一小层的厚度称为场深,通常为几纳米厚,所以,SEM可以用于纳米级样品的三维成像。

3、作用体积:

电子束不仅仅与样品表层原子发生作用,它实际上与一定厚度范围内的样品原子发生作用,所以存在一个作用“体积”。

4、工作距离:

工作距离指从物镜到样品最高点的垂直距离。

如果增加工作距离,可以在其他条件不变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离,则可以在其他条件不变的情况下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在5毫米到10毫米之间。

5、成象:

次级电子和背散射电子可以用于成象,但后者不如前者,所以通常使用次级电子。

6、表面分析:

欧革电子、特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关,所以可以用于成分分析。但由于电子束只能穿透样品表面很浅的一层(参见作用体积),所以只能用于表面分析。

表面分析以特征X射线分析最常用,所用到的探测器有两种:能谱分析仪与波谱分析仪。前者速度快但精度不高,后者非常精确,可以检测到“痕迹元素”的存在但耗时太长。

观察方法:

如果图像是规则的(具螺旋对称的活体高分子物质或结晶),则将电镜像放在光衍射计上可容易地观察图像的平行周期性。

尤其用光过滤法,即只留衍射像上有周期性的衍射斑,将其他部分遮蔽使重新衍射,则会得到背景干扰少的鲜明图像。

扩展资料:

SEM扫描电镜图的分析方法:

从干扰严重的电镜照片中找出真实图像的方法。在电镜照片中,有时因为背景干扰严重,只用肉眼观察不能判断出目的物的图像。

图像与其衍射像之间存在着数学的傅立叶变换关系,所以将电镜像用光度计扫描,使各点的浓淡数值化,将之进行傅立叶变换,便可求出衍射像〔衍射斑的强度(振幅的2乘)和其相位〕。

将其相位与从电子衍射或X射线衍射强度所得的振幅组合起来进行傅立叶变换,则会得到更鲜明的图像。此法对属于活体膜之一的紫膜等一些由二维结晶所成的材料特别适用。

扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。

参考资料:百度百科-扫描电子显微镜

一个内层电子被激发而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为 (10)-12-(10)-14s,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。

当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。

它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。

K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中 任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线??。

同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射。如果入射的X 射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα 射线,同样还可以产生Kβ射线 ,L系射线等。

莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下: λ=K(Z-s)-2  这就是莫斯莱定律,式中K和S是常数,因此,只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。

X射线的产生利用X射线管,施加高电压以加速电子,使其冲撞金属阳极(对阴极)从而产生X射线。从设计上分为横窗型(side window type)和纵窗型(end window type)两种X射线管,都是设计成能够把X射线均匀得照射在样品表面的结构。

X射线窗口,一般使用的是铍箔。阴极(也叫做:靶材)则多使用是钨(W)、铑(Rh)、钼(Mo)、铬(Cr)等材料。这些靶材的使用是依据分析元素的不同而使用不同材质。原则上分析目标元素与靶材的材质不同。

扩展资料

比例法

透射电镜中薄试样的定量分析采用Cliff-Lorimer法,又称比例法,Ca/Cb=KabIaIb,式中Kab,是与样品原度和浓度无关的因子,Ca,Cb分别为a,b元素在样品中的含量,由计算或实验得到,Ia,Ib分别为电子入射至含有a,b两元素的样品后产生的特征X射线强度。扫描电镜中厚试样定量分析采用ZAF(原子序数效应、吸收效应、荧光效应)修正。

优点

(1)能谱仪探测X射线的效率高;

(2)在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数,在几分钟内可得到定性分析结果,而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长;

(3)结构简单,稳定性和重现性都很好;

(4)不必聚焦,对样品表面无特殊要求,适于粗糙表面分析。

缺点

(1)分辨率低;

(2)能谱仪只能分析原子序数大于11的元素;而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素;

(3)能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态,因此必须时时用液氮冷却。

参考资料来源:百度百科-能量色散X射线谱

参考资料来源:百度百科-edx

测试出能谱后,对应的软件上有显示元素种类,该元素对应哪几个峰形。有时候会出现很多不知名的其他元素,这个时候要根据自己所测试物质所含元素的组成进行辨别。测试时,分为面扫和点扫,面扫对应SEM上显示的一个面中各元素含量,点扫则对应该点(实际上由于探针会飘动,所以也会收集到附近/周围点的元素情况)。收集的时间长短,决定了峰的强度大小,一般为了数据可靠,收集的时间要长一些。最后,EDX会给出以At%和wt%为单位的各元素数据,At%表示原子百分数,wt%表示质量百分数。根据wt%除以各种元素的相对原子质量,可以计算出物质的结构式。但是,EDX只是一个半定量的测试方法,结果还不够精确。想要获得更加精确的数值,可以用ICP(含金属的物质)。


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