KYKY-1000型电镜的原理及使用实验讲义

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1、第一部分KYKY扫描电镜的工作原理一、KYKY-1000B型扫描电镜的工作原理二、扫描电镜中的信号种类1、二次电子2、背散射电子3、吸收电子4、特征X射线三、扫描电镜中的成象系统1、电子枪2、聚光镜和物镜3、扫描线圈4、信号接收器四、扫描电镜的真空系统1、抽真空的设备2、各阀门的作用第二部分KYKY-1000B型扫描电镜的操作步骤一、真空系统的操作步骤1、真空系统的表头指示2、真空系统的控制而板3、真空系统手动开机的操作步骤4、真空系统自动开机的操作步骤二、换样品的操作步骤三、换电子枪灯丝的操作步骤四、扫描电镜的操作方法1、二次电子图像的获得2、

2、物镜光阑的合轴3、消除像散4、拆装灯丝的方法5、机械对中的方法6、高倍图像的获得7、功能与花样8、清洗镜筒1第一部分扫描电镜的工作原理一、KYKY-1000B扫描电镜的工作原理KYKY-1000B型扫描电镜的工作原理，如图1.1所示。1000B型扫描电子显微镜主要是由三部分构成：1、电子光学系统，包括电子枪、电磁透镜和扫描线圈等。2、样品室。3、样品室所产生信号的收集、处理和显示系统。从电子枪的阴极发射的电子受0-30KV高压加速,形成笔尖状的电子束，经过三个磁透镜三级缩小，形成一根细的电子束聚焦于样品表面上。在末级透镜上部的扫描线圈作用下，细电

3、子束在样品的表面逐点扫描，电子束与样品相互作用，引起二次电子发射。这些二次电子经栅网上加的300V正电场的吸引，和10KV的电压加速后，打到由闪烁体、光导管、光电倍增管组成的探测器上，形成二次电子信号。这些信号随着试样表面形貌、材料等因素而变化，产牛的信号衬度,经过视频放大器进一步放大后调制显像管的亮度，由于显像管偏转线圈和镜筒中的扫描线圈的扫描电流是严格同步的，所以由探测器逐点检取的二次电子信号，将一一对应地调制显像管上相应点的亮度，形成扫描图像。2二、扫描电镜中的信号种类入射电子与样品的相互作用，产生二次电子、背散射电子、吸收电子、特征X射线

4、、俄歇电子、透射电子、阴极荧光等各种可检测的信号。利用合适的齐种探测器检测这些信号,就能确定样品在该电子束轰击点上的某些性质。如图1・2所示。1、二次电子??这是样品中的原子外层电子受入射电子激发后,有足够能量克服逸出功而离开样品的电子。在它们逸岀以前还可能受到其他原子的散射而损失能量，所以二次电子的能量较低。一般把能量低于50ev的信号电子称为二次电子。二次电子产生的区域较小,来自样品表面几十埃的薄层，离屯子入射点横向不远处。所以能显示试样表面的形貌，而且图像分辨率较高。二次电子发射的多少与入射电子和样品表面法线的夹角有关。10cos??二次电

5、子发射系数0??入射电子与样品法线的夹角O2、背散射电子??是从100、1微米试样深度内背散射出來的一次电子，能量大多数与入射电子接近。用这种电子形成的象衬度与样品成分的原子序数密切相关，与样品表而的形貌也有一定联系（亮的部分原子序数大，暗的地方原子序数小）o3、吸收电子??这里指的是样品屮的吸收的残存电子。收集这部分电子在样品和地之间形成的电流称作样品电流。由于样品电流的值等于入射电子流和发射电子流的差额，所以样品电流象的衬度，恰和背散射电子加二次电子的象初步呈互补关系。用这种信号成像时，样品本身是个探头，不必要用检测器。但是因为样品电流很弱,

6、所以要配备精密的微屯流放大器。又因为不能直接实现极宽频带的放大，必须采用大束流和长照相时间。所以图象质量不太好，只能适用某些特殊情况。4、特征X射线??高速电子照射样品时，如其能量足以使样品原子的内层电子电离，且有较高能级的电子跃迁而填补空位，则可能产生弛豫电磁辐射，这就是特征X射线。通过电镜的分析附件（X光能谱仪或光谱仪），可以利用这种特征信号进行样甜的元素分析。同时，也可在分析器中选择一定的X光能量窗口，将有关信号返回到电镜的显象管上，从而得到样品屮某元素的分布图。图中亮点的密度近似表示元素浓度。由于存在X射线的初级和次级辐射，在块状样品中这

7、种信号的产区较大,可达?ni量级。3三、扫描电镜中的成象系统电子光学系统的组成：电子枪?？电子源（静电透镜）聚光镜??缩小电子束（电磁透镜）物镜??缩小电子束、聚焦电子束（电磁透镜）1、电子枪1000B型扫描电镜采用的是三级发叉式鹄丝阴极电子枪。如图1.3所示。阳极与栅极之间形成静电场。灯丝加热使电子逸出，处于负偏压的栅极，使电子的发射集中在热阴极尖端的一小区中，电子带负电,一部分通过栅极孔进入阳级区，在电场的作用下，在阳级附近形成一个交叉斑。称为电子源。这种电子枪的结构是自给偏压式。它是将一个5M电阻与高压串联,利用灯丝发射电流经过此电阻而产生

8、的电压降作为偏压，因此自给偏压和束流成止比。束流的任何一点增加都将使偏压增加。从而抵消了束流的增加,可见偏压电阻引进了负反馈，它将限制并