《电子显微分析复习》PPT课件

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1、电子显微分析与应用1．透射电子显微分析2．扫描电子显微分析3．微区元素分析4．微区物相分析5．应用举例答疑地点：分析测试中心（校医院斜对面）205答疑人：王超电话：13775988566电子显微分析与应用电子显微分析的概念利用经过聚焦的高能电子照射样品,考察样品的微观结构、微观形貌、微区元素组成以及微区物相组成的一种微区分析方法。电子显微分析与应用电子显微分析的仪器微观结构微观形貌微区元素微区物相1.透射电子显微镜2.扫描电子显微镜微区元素分析附件电子衍射物相分析1.透射电子显微分析透射电子显微镜(

2、简称透射电镜，TEM)是一种大型分析仪器，是利用高能电子束穿过样品而进行微观分析的一种手段。自问世以来，已在材料科学、地质、生物、化工、医药、环保、冶金等许多方面得到广泛的应用。1.透射电子显微分析（1）工作原理1.1显微镜分析原理透镜的物面、成象面和焦距的几何光学图P—物面P’—成象面L—透镜中心F—后焦面1.透射电子显微分析（1）工作原理1.3电磁透镜电磁式电子透镜原理(a)螺旋线圈内的磁场(b)磁场内电子轨迹(c)光学透镜中光的轨迹1.透射电子显微分析（1）工作原理电子枪照明系统成象系统样品2

3、.扫描电子显微分析扫描电子显微镜(简称扫描电镜，ScanningElectronMicroscope，SEM)是一种大型分析仪器，从1965年问世以来，已在材料科学、地质、生物、医学、物理、化学等科学领域获得越来越广泛的应用。而且为适应不同分析要求，相继安装了许多专用附件，实现了一机多用(如电子衍射，透射电镜，电子探针x射线显微分析等)。我国1975年开始自行设计制造扫描电镜。2.扫描电子显微分析SEM的特点：(1)分辨本领高，能观测表面60Å左右的细节；(2)放大倍数可变范围大(10—150000

4、倍)；(3)观察图象景深大，富有立体感(输油管腐蚀产物)；(4)制样简单，图象更近于样品真实状态；(5)可通过电子学方法控制和改善图象质量；(6)可进行综合分析，如在观察形貌图象同时对微区进行元素分析，装不同的样品台，可直接观察不同环境(热、冷、拉伸等)下样品结构形态变化(动态观察)。2.扫描电子显微分析(1)电子与物质的相互作用、成象各论1.1电子与物质的相互作用(1)二次电子(2)背散射电子(3)透射电子(4)俄歇电子(5)吸收电子(7)感应电动势(6)X射线2.扫描电子显微分析(1)电子与物质

5、的相互作用与成象1.1电子与物质的相互作用(1)二次电子——从距表面100Å左右深度范围内激发出来的低能电子；(2)背散射电子——从距表面0.1—1μm深度范围内散射回来的入射电子，能量近似入射电子能量；(3)透射电子——样品足够薄(≤1μm透)过样品的入射电子，能量近似入射电子能量；2.扫描电子显微分析(1)电子与物质的相互作用、成象各论1.1电子与物质的相互作用(4)俄歇电子——从距样品表面几个Å至50Å左右深度范围内发射的具有特征能量的二次电子;(5)吸收电子——残存再样品中的入射电子；(6)

6、X射线——因原子激发与退激发过程而从样品的原子内部发射出来的具有一定能量的X射线，发射深度0.5—5μm范围；(7)感应电动势——入射电子束照射半导体器件PN结产生的电动势。2.扫描电子显微分析(1)电子与物质的相互作用、成象各论1.2成象理论(1)二次电子(2)背散射电子(3)透射电子(4)俄歇电子(5)吸收电子(7)感应电动势(6)X射线2.扫描电子显微分析(1)电子与物质的相互作用、成象各论1.2成象理论微区表面形貌微区元素组成、含量微区透射显微结构晶体结构、缺陷及有无杂质等确定部分材料的PN

7、结的电性能确定部分物质发光区域及光波波长作用2.扫描电子显微分析(2)扫描电镜的成象原理由电子枪发射并经过聚焦的电子束在样品表面扫描，激发样品产生各种物理信号，其强度随样品表面特征而变。于是样品表面不同的特征，按颇序、成比例地被转换为视频信号。然后检测其中某种物理信号，并经过视频放大和信号处理，用来同步地调制阴极射线管(CRT)电子束强度。原则上说，高能电子与固体样品相互作用产生的各种物理信号，经过放大后皆可作为调制信号，在CRT荧光屏上获得能反映样品表面各种特征的扫描图象。2.扫描电子显微分析(2

8、)扫描电镜的成象原理扫描电镜原理示意图2.扫描电子显微分析(2)扫描电镜的成象原理构造：扫描电镜由电子光学系统（镜筒）扫描系统信号检测放大系统图象显示与记录系统电源系统真空系统等部分组成3.电子显微分析的应用透射电子显微分析扫描电子显微分析微区元素分析微区物相分析微观结构微观形貌微区元素微区物相总结：