1、SEM的工作原理與使用方法1、SEM的工作原理掃描電鏡（SEM）是對樣品表面形態進行測試的一種大型儀器。當具有一定能量的入射電子束轟擊樣品表面時，電子與元素的原子核及外層電子發生單次或多次彈性與非彈性碰撞，一些電子被反射出樣品表面，而其余的電子則滲入樣品中，逐漸失去其動能，最后停止運動，并被樣品吸收。在此過程中有99%以上的入射電子能量轉變成樣品熱能，而其余約1%的入射電子能量從樣品中激發出各種信號。如圖1所示，這些信號主要包括二次電子、背散射電子、吸收電子、透射電子、俄歇電子、電子電動勢、陰極發光、X射線等。掃描電鏡設備就是通過這些信號得到訊息，從而對樣品進行分析的。 圖1 入射電子束轟擊樣

2、品產生的信息示意圖從結構上看，如圖2所示，掃描電鏡主要由七大系統組成，即電子光學系統、探測、信號處理、顯示系統、圖像記錄系統、樣品室、真空系統、冷卻循環水系統、電源供給系統。1 / 5 圖2 掃描電子顯微鏡結構圖 圖3 掃描電子顯微鏡成像原理圖 由圖3，可以看出，從燈絲發射出來的熱電子，受2-30KV電壓加速，經兩個聚光鏡和一個物鏡聚焦后，形成一個具有一定能量，強度和斑點直徑的入射電子束，在掃描線圈產生的磁場作用下，入射電子束按一定時間、空間順序做光柵式掃描。由于入射電子與樣品之間的相互作用，從樣品中激發出的二次電子通過收集極的收集，可將向各個方向發射的二次電子收集起來。這些二次電子經加速并射

3、到閃爍體上，使二次電子信息轉變成光信號，經過光導管進入光電倍增管，使光信號再轉變成電信號。這個電信號又經視頻放大器放大，并將其輸入到顯像管的柵極中，調制熒光屏的亮度，在熒光屏上就會出現與試樣上一一對應的相同圖像。入射電子束在樣品表面上掃描時，因二次電子發射量隨樣品表面起伏程度（形貌）變化而變化。故視頻放大器放大的二次電子信號是一個交流信號，用這個交流信號調制顯像管柵極電，其結果在顯像管熒光屏上呈現的是一幅亮暗程度不同的，并反映樣品表面起伏程度（形貌）的二次電子像。應該特別指出的是：入射電子束在樣品表面上掃描和在熒光屏上的掃描必須是“同步”，即必須用同一個掃描發生器來控制，這樣就能保證樣品上任一

4、“物點”樣品A點，在顯像管熒光屏上的電子束恰好在A點即“物點”A與“像點” A在時間上和空間上一一對應。通常稱“像點”A為圖像單元。顯然，一幅圖像是由很多圖像單元構成的。掃描電鏡除能檢測二次電子圖像以外，還能檢測背散射電子、透射電子、特征x射線、陰極發光等信號圖像。其成像原理與二次電子像相同。在進行掃描電鏡觀察前，要對樣品作相應的處理。掃描電鏡樣品制備的主要要求是：盡可能使樣品的表面結構保存好，沒有變形和污染，樣品干燥并且有良好導電性能。2、使用方法（1）開機1、接通循環水（流速1.52.0L/min）2、打開主電源開關。3、在主機上插入鑰匙，旋至“Start”位置。松手后鑰匙自動回到“on”

5、的位置，真空系統開始工作。4、等待10秒鐘，打開計算機運行。5、點擊桌面的開始程序。6、點擊JEOL·SEM及JSM-5000主菜單。7、約20分鐘儀器自動抽高真空，真空度達到后，電子槍自動加高壓，進入工作狀態。8、通過計算機可以進行樣品臺的移動，改變放大倍數、聚焦、象散的調整，直到獲得滿意的圖像9、對于滿意的圖像可以進行拍照、存盤和打印。10、若需進行能譜分析，要提前1小時加入液氮，并使探測器進入工作狀態。11、打開能譜部分的計算機進行譜收集和相應的分析。12、需觀察背散射電子像時，工作距離調整為15mm，然后插入背散射電子探測器，用完后隨時拔出。（2）更換樣品1、點擊“HT on”,出現“HT Ready”。2、點擊“Sample”,再點擊“Vent”。3、50秒后拉出樣品臺,從樣品臺架上取出樣品臺.4、 更換樣品后,關上樣品室門,再點擊“EVAC”,真空系統開始工作,重復開機10.1.8、10.1.9。 （3）關機1、點擊EXIT,再點擊