简要说明sem的二次电子像的成像原理,二次电子像主要反映试样的什么特征

简要说明sem的二次电子像的成像原理,二次电子像主要反映试样的什么特征,第1张

你说的是SEM电镜吧,这主要是它的成像原理导致的其可以反映样品表面或者断面的形貌信息。SEM的工作原理为: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。

1.

二次电子像(不严格地俗称“形貌像”)

二次电子是由于被入射电子“碰撞”而获得能量,逃出样品表面的核外电子,其主要特点是:

(1)能量小于

50eV

,较易被检测器前端的电场吸引,因而阴影效应较弱。

(2)只有样品表面很浅(约10nm)的部分激发出的二次电子才能逃出样品表面,因此二次电子像分辨率较高;

(3)二次电子的产额主要取决于样品表面局部斜率,因此二次电子像主要是形貌像。可看成由许多不同倾斜程度的面构成的凸尖、台阶、凹坑等细节组成,这些细节的不同部位发射的二次电子数不同,从而产生衬度。二次电子像分辨率高、无明显阴影效应、场深大、立体感强,是扫描电镜的主要成像方式,特别适用于粗糙样品表面的形貌观察。

2.

背散射电子像(不严格地俗称“成份像”或“原子序数像”)

背散射电子是由样品“反射”出来的入射电子,其主要特点是:

(1)能量高,从50eV到接近入射电子的能量。

(2)穿透能力比二次电子强得多,可从样品中较深的区域逸出(微米级),在这样的深度范围,入射电子已有相当宽的侧向扩展,因此在样品中产生的范围大,图像分辨率较低;

(3)

背散射电子产额随原子序数增大而明显增加,即样品平均原子序数Z大的部位产生较强的背散射电子信号,在荧光屏上形成较亮的区域;而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子,在荧光屏上形成较暗的区域,这样就形成原子序数衬度(成分衬度)。与二次电子像相比,背散射像的分辨率要低,主要应用于样品表面不同成分分布情况的观察,比如有机无机混合物、合金等。

但严格说,背散射电子也带有形貌信息,尤其是,由于能量高,背散射电子可以认为是直线行进,因而有明显的阴影效应,对于形貌起伏较大的样品表面,立体感甚至优于二次电子像。只有样品表面较平整,甚至是抛光后的样品才能将背散射像等同于成份像。

同样地,二次电子也带有成分信息,只是远没有背散射电子明显而已。


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