SEM-EDS扫描电镜和能谱仪.ppt

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1、SEM/EDS構造與原理探討掃描式電子顯微鏡的構造與原理能量散射光譜儀的構造與原理介紹大綱一.前言二.電子顯微鏡的發展三.電子顯微鏡的種類四.掃描式電子顯微鏡的原理五.掃描式電子顯微鏡的構造六.電子顯微鏡對試片的作用七.電子顯微鏡的應用範圍八.EDS硬體架構與處理方式介紹九.EDS功能介紹一.前言什麼是顯微鏡:-顯微鏡是一種用來將微小物體放大以便利觀察的器具。1873Abbe和Helmholfz分別提出解像力與照射光的波長成反比。奠定了顯微鏡的理論基礎。1897J.J.Thmson發現電子1924LouisdeBrogl

2、ie（1929年諾貝爾物理獎得主）提出電子本身具有波動的物理特性，進一步提供電子顯微鏡的理論基礎。1926Busch發現電子可像光線經過玻璃透鏡偏折一般，由電磁場的改變而偏折。1931德國物理學家Knoll及Ruska首先發展出穿透式電子顯微鏡原型機。1937首部商業原型機製造成功（MetropolitanVickers牌）。二.電子顯微鏡發展二.電子顯微鏡發展1938第一部掃描電子顯微鏡由VonArdenne發展成功。1938-39穿透式電子顯微鏡正式上市（西門子公司,50KV~100KV,解像力20~30Å）。194

3、0-41RCA公司推出美國第一部穿透式電子顯微鏡(解像力50nm)。1941-63解像力提昇至2~3Å（穿透式）及100Å（掃描式）1960EverhartandThornley發明二次電子偵測器。1965第一部商用SEM出現(Cambridge)1966JEOL(日本电子）發表第一部商用SEM(JSM-1)JSM-6500F•肉眼可見物體的範圍:~0.1cm•光學顯微鏡可見的範圍:~1um•掃描式電子顯微鏡可見的範圍:~10nm•穿透式電子顯微鏡可見的範圍:~0.1nm顯微鏡可見的範圍Tick:Anyofnumerou

4、ssmallbloodsuckingparasiticarachnidsofthefamilyIxodidae,manyofwhichtransmitfebrilediseases,suchasRockyMountainspottedfeverandLymedisease.虱类蜱总科的多种小型吸血寄生蛛形动物，其中许多可以传播洛矶山脉斑疹热和莱姆氏病等热病Marigoldpollen万寿菊,金盏草花粉Thermophilicstreptococci嗜热链球菌三.電子顯微鏡的種類(1)掃描式電子顯微鏡(SEM)有很大的景深

5、，對粗糙的表面，例如凹凸不平的金屬斷面顯示得很清楚，而立體感很強。所以，掃描電鏡是研究固體試片表面形貌的有力工具掃描式電子顯微鏡將欲觀察的試片放在底部，電子束與試片作用產生二次電子的激發，在經收集放大，所以加速電壓與解析度沒有穿透式來的高，但試片更換與製作比較方便.(2)穿透式電子顯為鏡(TEM)穿透式電子顯微鏡觀察試片之製作較繁複，必需有熟練之技巧，同時，試片之實體感也會降低。穿透式電子顯微鏡將欲觀察的試片放在電子槍內，使觀察的解析度比掃描式高.但因為電子束須穿透試片，所以所需的加速電壓相對比掃描式電子顯微鏡來的高.三

6、.電子顯微鏡的種類•SEM/TEM/OM的構造比較表三.電子顯微鏡的種類•SEM/TEM/OM的影像比較樣品:鼠腎球體三.電子顯微鏡的種類四.掃描式電子顯微鏡的原理由電子源發射出電子後，在真空電子槍內下，經由掃瞄線圈，使電子束於試片室內對試片表面作掃瞄，掃瞄之區域愈大則顯示於螢幕上之倍率愈小，反之則愈大.當電子束作用於試片表面時會激發出電子訊號，由試片室內之偵測器，偵測其訊號後經數位放大後在螢幕上顯像.五.掃描式電子顯微鏡的構造-照明系统电子枪、聚光镜为成像系统提供一个亮度高、尺寸小的照明光点電子槍的種類:(1)FEG(

7、fieldEmissionGun单晶鎢)(2)Lab6(六硼化鑭)(3)Wfilament(鎢陰極)五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍FEGLaB6Wfilament五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍Fieldemission電子槍的動作原理AcceleratingvoltagecircuitFlashcircuit++－－ExtractingvoltagecircuitElectronsource:5nmEmitterExtractingelectrodeAcceleratingelectrode五.掃描式電子顯微鏡的

8、構造-電子槍五.掃描式電子顯微鏡的構造-電子槍(二).各種電子槍特性比較表:五.掃描式電子顯微鏡的構造-電磁透鏡(一)電磁透鏡(condenserLens)如同光學顯微鏡之玻璃透鏡一樣，在電子顯微鏡上是利用磁場作透鏡，但磁場必須在電子束的方向形成局部軸向對稱磁場，則電子通過時宛如光線通過玻璃透鏡一般，唯一區別為電子受