工程材料表征技術-課件 4.2.1 掃描電鏡成像原理_第1頁
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文檔簡介

1一、二次電子成像原理二次電子像中像點的亮度取決于對應樣品位置二次電子的產額，而二次電子產額對樣品微區表面的取向非常敏感，見圖1。二次電子的產額取決于產生二次電子的樣品體積圖1二次電子成像原理掃描電鏡形貌分析原理2掃描電鏡形貌分析原理一、二次電子成像原理隨微區表面法線相對于電子束方向間夾角

增大，激發二次電子的有效深度增大，二次電子的產額隨之增大由圖1可見，

=0時，二次電子產額最小；

=45時，其產額增大；

=60時，二次電子產額更大圖1二次電子成像原理3一、二次電子成像原理根據上述原理，二次電子成像襯度如圖2所示，圖中B平面的傾斜程度最小，二次電子的產額最少，像亮度最低；C平面的傾斜程度最大，像亮度也最大而圖像中像點的亮度最終取決于檢測到的二次電子的多少。如圖3，凸出于表面的尖角、顆粒等部位圖像較亮；凹槽處圖像較暗，因為雖然此處二次電子產額較大，但不易被接收圖2二次電子成像襯度示意圖圖3實際樣品中二次電子的激發示意圖a)凸出尖角b)小顆粒c)棱角d)凹槽掃描電鏡形貌分析原理4二、背散射電子像襯度原理1.背散射電子像形貌襯度特點與二次電子像一樣，背散射電子像也能提供表面形貌襯度。但與二次電子像相比，背散射電子像形貌襯度特點為

1)產生背散射電子的樣品區域較大，所以背散射電子圖像分辨率低

2)二次電子能量很低，背向檢測器的二次電子在柵極吸引下也能被檢測到；而背散射電子的能量較高，背向探測器的信號難以檢測到，見圖

4，因此圖像存在較大的陰影圖4檢測二次電子和背散射電子的比較掃描電鏡形貌分析原理5二、背散射電子像襯度原理1.背散射電子像形貌襯度特點圖5所示為有凹坑樣品的二次電子像，凹坑底部清晰可見。在進行表面形貌分析時，一般利用二次電子信號成像圖5表面有凹坑樣品的二次電子像掃描電鏡形貌分析原理6二、背散射電子像襯度原理2.背散射電子像原子序數襯度原理圖6所示為原子序數對背散射電子產額的影響。背散射電子的產額隨原子序數增大而增大，在原子序數Z小于40的范圍內，近似為正比關系若利用背散射電子信號成像，對應樣品中平均原子序數大的區域圖像較亮，對應樣品中平均原子序數小的區域圖像較暗不同物相元素組成不同，其平均原子序數也不同，利用背散射電子成像時，不同物相顯示不同的亮度圖6背散射電子產額與樣品原子序數的關系掃描電鏡形貌分析原理7二、背散射電子像襯度原理及應用2.背散射電子像原子序數襯度原理為排除表面形貌襯度對原子序數襯度的干擾，可使用表面拋光而不腐蝕樣品，或采用一對(A、B)探測器檢測信號將A、B信號相加，可獲得原子序數襯度像；將A、B信號相減，可獲得表面形貌襯度像，原理見圖7

新型掃描電鏡多采用頂插式環形四分割

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