扫描电镜中的能谱分析

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1、EnergyDispersiveXEnergyDispersiveX--raySpectrometricraySpectrometricMicroanalysis(EDX)Microanalysis(EDX)withSEMwithSEM扫描电镜中的能谱分析扫描电镜中的能谱分析谭立和博士Ph.D.CambridgeEDAXInc.内容梗概内容梗概©扫描电子显微分析基本概念©能谱分析技术理论基础©分析软件结构与操作–定性定量分析–面分布和线扫描–高级应用软件©上机操作©仪器维护与常见问题处理在本课程中将包含哪些软件在本课程中将包含哪些

2、软件??©能谱的定性定量分析©Imaging，Mapping&Line_Scan成像，面分布图和线扫描©快速和定量成分图Live&QuantMap©图像谱线全息数据恢复SpectralMapping©粒度/相分析Particle-Phase©相群分析PCA，和元素侦测软件Max_ChanelSpectra©谱峰匹配和处理SpectraMatch&Utility©其它软件操作演示影片软件操作演示影片–影片演示了GENESIS软件主要功能的使用方法–影片采用Camtasia软件录制（见下方提示）–影片播放为.exe自释放执行文件（在1

3、024×768显示像素下）–如受计算机操作系统限制，影片不能正常播放，可先解压缩，以.avi文件播放。参考书目（特别推荐）参考书目（特别推荐）ScanningElectronMicroscopyandX-RayMicroanalysis用于生物学、材料科学和地质学JosephGoldstein,DaleNewbury,DavidC.Joy,CharlesE.Lyman,PatrickEchlin,EricLifshin,LindaSawyer,andJosephMichael,KluwerAcademic/PlenumPublis

4、hers,NewYork,2003.689pages.(ISBN--0-306-47292-9)3rdEdition,参考书目参考书目((LehighLabManual)LehighLabManual)ScanningElectronMicroscopy,X-RayMicroanalysis,andAnalyticalElectronMicroscopy一本实验手册CharlesE.Lyman,DaleE.Newbury,JoesephI.Goldstein,DavidB.Williams,AltonD.Romig,Jr.,Joh

5、nT.Armstrong,PatrickEchlin,CharlesE.Fiori,DavidC.Joy,EricLifshin,&Klaus-RuedigerPeters,PlenumPress,NewYork,1990.(ISBN--0-306-43591-8)基础知识基础知识©扫描电镜简介及EDS系统–硬件和软件©X-射线信号的产生–信号源，空间分辨率，信号的方向，样品表面©EDS仪器和信号的检测–探头和几何效率，信号处理，能量分辨和准直系统基础知识基础知识电子束与电子显微镜为何选用电子束作激发源为何选用电子束作激发源©能量

6、因素EnergyPower:Electroncanbeacceleratedbyelectricfield©分辨能力ResolutionPower:=0.61λ/nSinα–肉眼HumanEye-0.2mm–光镜OpticalMicroscope-0.2µm–电子束Electronbeam-nmorÅ量级λ=h/mv=h(2mE)-0.5©LowMass质量小:minimumdamagetospecimen©FocusingPower可聚焦性deflectedbymagneticfield，Probesizedownto2~3Å基

7、础知识基础知识电子束与电子显微镜演示电子束电子束--样品交互作用区样品交互作用区一次电子束~10nm:二次电子~1~2µm:背散射电子~2~5µm:X-射线/阴极荧光交互作用区同一样品同一样品,,不同能量电子束不同能量电子束15kV5kV25kV不同样品不同样品,,同一能量电子束同一能量电子束铁银碳样品面倾斜效应样品面倾斜效应--边缘效应边缘效应0°无倾斜70°倾斜30°倾斜XX--射线的空间分辨率射线的空间分辨率低原子序Z电子束斑大小基本不能影响分辨率，而加速电压kV和平均原子序Z则起决定作高原子序Z用。高加速电压kV低加速电压

8、kV电子散射电子散射弹性散射非弹性散射E0E0qeqiE1E1样品在电子束轰击下产生的信号样品在电子束轰击下产生的信号IoI-BSEeIX-raycSEX-raybLight样品发热ISC样品样品在电子束轰击下产生的信号样品在电子束轰击下产生的信号