矿物材料现代测试技术 讲义 下载本文

第二章 电子显微镜成像原理

1 仪器构型 2 成像 仪器构型(图2-1,2)

图2-1仪器构型

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图2-2 仪器构型的组成

2 成像

Electron microscopes use something similar to a light bulb to produce electrons. This is called the filament. The filament is a piece of wire and when electricity goes through it, not only is light given off, but also electrons.

These electrons are focused by a series of magnets. The magnets are made magnetic by electricity and are called electromagnets. The electrons can be focused on the sample and when they hit the sample a signal is given off. A special type of detector acts like a TV camera and the image of the sample is displayed on a TV screen. By changing how the electrons are bent and how the beam of electrons strikes the sample, you can change the magnification and focus of the TV image. The meaning of “SCANNING”(图2-3)

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图2-3 SCANNING

Finally,we get the “Image” (图2-4).

图2-4 扫描图像

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第三章 电子束与物质之间的作用

1 概述 5 吸收电子 (Absorption Electron) 2 二次电子 (Secondary Electron) 6 X射线 (X ray ) 3 背散射电子 (Back-scattered Electron) 7 俄歇电子 (Auger Electron) 4 透射电子 (Transmitted Electron) 8 阴极发光 (Cathodo-luminescence)

1 概述

高速运动的电子束轰击样品,会产生很多物理信息,主要有(图3-1): 二次电子 (Secondary Electron) 背散射电子 (Back-scattered Electron) 透射电子 (Transmitted Electron) 吸收电子 (Absorption Electron) X射线 (X ray)

俄歇电子 (Auger Electron)

阴极发光 (Cathodo-luminescence)

图3-1高速运动的电子束轰击样品产生的物理信息

只有了解上述物理信息的产生原理及所代表的含义,才能设法检测它们、利用它们。 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy) (SEM)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy) (TEM)、电子探针(Electron Probe Microscopic Analyzer) (EPMA), 分别侧重于对上述某一方面或几方面的信息进行测量分析的。 2 二次电子 (Secondary Electron) 二次电子是指被入射电子轰击出来的样品中原子的核外电子。

由于原子核外层价电子间的结合能很小,当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后,即可脱离原子核变成自由电子。

如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处,则那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子(图3-2)。二次电子来自表面5-10nm的区域,能量为0-50eV,大部分为2-3eV。它对试样表面状态非常敏感,能有效地显示试样表面的微观形貌。由于它发自试样表

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