2014现代仪器分析-SEM-EDS.ppt

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1、扫描电子显微镜和能量色散X射线谱2014-3-19Scanningelectronmicroscope(SEM)andEnergyDispersiveSpectrometer(EDS)2提纲发展历史SEM简介结构原理分辨率和放大倍数电子束与试样相互作用形貌象解释EDS简介基本原理和基本原则基本分析方法应用实例3发展历史光学显微镜早期的显微镜用玻璃镜片作透镜，用可见光作为光源，因此称为光学显微镜。最好的光学显微镜可以达到1500倍的放大倍数早期显微镜现代显微镜还能放的更大吗？光源：390~760nm分辨率：0.5波长波长更短的光源4发展历史显微镜

2、光源波长更短的光源改变方向、发生折射和聚焦成象电子波波长：<1nm分辨率：0.5波长聚焦：电磁线圈5发展历史电子显微镜1924LouisdeBroglie提出电子本身具有波动的物理特性，进一步提供电子显微镜的理论基础。1926Busch发现电子可偏折一般，由电磁场的改变而偏折。1931德国物理学家Knoll及Ruska首先发展出穿透式电子显微镜原型机。1937首部商业原型机制造成功（MetropolitanVickers牌）。1938第一部扫描电子显微镜由VonArdenne发展成功。1938～39穿透式电子显微镜正式上市（西门子公司，50KV

3、~100KV，解像力20~30Å；）。1940～41RCA公司推出美国第一部穿透式电子显微镜（50nm）。1960EverhartandThornley发明二次电子侦测器。1965第一部商用SEM出现（Cambridge)1986NobelPrizewinnersSEM简介SEM的主要特点SEM分辨率高景深較大放大倍數高試樣准備簡單电子光学系统信号接收系统供电系统真空系统6SEM简介7SEM结构示意图閃爍体熒光光電倍增管放大器CRTSEDetectorSpecimenCRTCameraAmplifierImageSignalHighV

4、oltageDeflectionCoilsDeflectionAmplifierSEM简介结构原理FilamentWehneltElectronGunAnodeCondenserLensDeflectionCoilsObjectiveLens电子光学系统、信号接受系统8SEM简介结构原理真空系统PG1PG2FilamentCondenserLensapertureOrificeNVVacuumGaugeVacuumcontroller(Real-time)VacuumconditionpresetRP1RP2DPLowVacuumConditi

5、onBSEdetectorV8V6V9V3V4V1SpecimenV5V7HighVacuumConditionV29FETipTungstenFilament750μmElectronSourceTypeofEmissionOperatingVacum(Pa)Brightness(A/cm2･str)SourceSize(μm)EnergySpred(eV)LifeTime(h)TungstenFilamentThermonicFieldEmissionColdFE10-5～10-85x105108300.012.00.2502000电子源：

6、灯丝10WehneltAnodeElectronBeamV0ElectronBeamV01stAnode2ndAnodeFlashingVoltageV1V0:AcceleratingvoltageV1:ExtractionvoltageBiasVoltageControl(～6.5kV)FilamentCurrentControlFilament热场发射冷场发射场发射的种类11PrimarybeamLensSEDetectorSpecimen３)In-lenstypePrimarybeamSEDetectorLensSpecimen１)Con

7、ventionaltype(Out-Lens)SEDetector(Upper)SpecimenLensPrimarybeam２)SnokeltypeSEDetector(Lower)探测器的位置12PhotomultiplierPrimaryElectronBeamSpecimenPhotonsLightGuideSignalCRT+10kVSecondaryElectronScintillatorPhosphorsAlCoatingLayerPhotoMultiplierTube探测器的结构SE探测系统13PrimaryElectronBe

8、am－＋＋－－－－－ＭeeObjectiveLensBSEDetectorNonConductiveSpecimen探测器的结构BSE探测器位置在样品