扫描电子显微镜

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1.实验标题:物理大学欧阳子浩扫描电镜00416实验目的:1。了解扫描电子显微镜的工作原理，掌握扫描电子显微镜的使用方法和摄影技术。扫描电子显微镜是一套基于几何电子光学理论的实验仪器。在电子光学中，电场和磁场与光学介质相似。电子在等电位区域沿直线移动。在具有不同电位值的对立区域的子界面中，电子射线的方向与光的反射和折射非常相似。磁场对电子的作用类似于各向异性介质对光的作用。在近轴条件下，不同的倾斜轨迹会聚集在一起。在采样过程中，不同的点在图像平面上具有相同的比例，因此可以。

2.获得无扭曲的清晰采样图像，成为理想图像。通过收集和处理成像，扫描电子显微镜依靠电子束与样品表面的相互作用。由三部分引起。1.电子光学系统，包括电子枪、电子镜头、扫描线圈等；2.样品室；3.样品生成的信号收集、处理和显示系统。电子枪的热阴极(或场发射阴极)发射的电子可以通过1-30kv在2-3个磁透镜的作用下，在样品表面形成直径可降低到1-10 nm光束直径可增加到0，即电子探针.1-1 nm。在最后一个镜头顶部的扫描线圈中，微小的电子束在样本表面进行晶格扫描。也就是说，从左到右扫描，然后扫描相邻的第二行，直到扫描宽度。

3.度(或帧)，然后反复移动。加速电子可以在样品室与样品表面相互作用，产生不同类型的信号。入射电子与样品表面的相互作用可分为弹性散射和非弹性散射。特别包括入射电子和自由电子产生的二次电子和阴极荧光。x射线和韧性x射线辐射是由入射电子和离子引起的Auger后散射电子、样品电流、透射电流和电子孔对。图1、阴极荧光特征x射线取样电流奥格电子二次电子反向散射电子扫描电子显微镜的主要信号为二次电子和后向散射电子。在样品和自由电子的作用下，入射电子失去了一些能量，增加了原子价格电子或弱耦合导带电子的速度，最终从样品中逃脱，入射电子的移动方向。

4.几乎没有变化。这种逃逸电子被称为二次电子，一般认为能量小于50eV。生成面积小，图像分辨率高，样品获得的二次电子产率与表面形式密切相关，受样品成分影响较小，是研究样品表面形式最有力的工具。后散射电子是反射样品表面的电子，在进射电子和正离子相互作用后，偏转角度超过90度。扫描电子显微镜中使用的后向散射电子这个词实际上是在从样品表面逃逸之前多次弹性的，指向包括非弹性散射在内的电子。它们与原子序数和样品表面形式有关，是二次电子图像的重要补充。扫描电子显微镜的主要操作模式是提供样品的二次电子图像。探测器捕捉信号电子，将信号电子作为光子，将光子作为电压信号作为显像管的栅极。

5.调制栅极偏置，在荧光屏上获得与二次电子数对应的扫描电子相。当电子束撞击样品的一个点时，荧光材料上出现了亮点，因此在扫描电子显微镜下采用了逐点成像图像分解法。我们使用与荧光屏相邻的像素亮度的差异，即衬底，来区分它们所表示的样品的细节。衬里层主要由扫描像素梯度对样品表面的影响决定。与电子束相关的样品的斜率或电子入射角是二次电子产量，即二次电子数与入射电子数之比。2.二次电子信号可以依靠样品表面法线的方向角，抑制表面突起或孔内象的二次电子信号会导致所谓的阴影衬里。显然，当入射电子的方向固定时，样品表面的凹凸形状使每个部分的边缘不同。二次电子产率高。探测器的位置是。

6.固定，样品表面的其他部分取决于探测器的方向角，检测到的信号强度形成形状衬层。图2:射束样品探测器强度位置扫描电子显微镜有以下优点:1。深度长，图像立体。2.图像的放大倍数可以在大范围内变化，分辨率高。3.样品制备方法简单，移动范围广，观察方便。样品的辐射损伤和污染较少。多功能分析可以实现。1.关闭开关，连接冷却液循环机。打开泵，运行约1分钟，关闭交流变压器、电子显微镜和真空控制面板上的真空电源开关，关闭Stand By开关电子显微镜和真空控制柜背板右下角MAN/AUTO开关插入AUTO文件。2.油扩散泵电炉自动加热电炉。

等到指示灯在DP然后等20分钟左右，STAND BY指示灯熄灭，等分钟后，真空控制前面板V2、V4、V5所有指示灯都亮了，可以进入图像观察。3.当装置控制面板右上角时HI VAC LO VAC当指示器向最后一侧倾斜时，关闭装置操作面板上的红色方形电源开关。4.在电子枪镜筒中拉动V顺时针调整阀门BRIGHTNEASS在显示屏上出现更亮的注射线之前，旋钮。也就是说，指针指向1.2附近。顺时针调整顺时针调整CONTRAST直到显像管上出现小噪声点。指针指向-1.8附近。在HV方向扭曲HV FIL小监视器显示0。5.调整ACCELERATION POTENTIAL为了在

8、HV FIL显示20kV。也就是说，将高压加到20kV，在电流饱和之前，慢慢调整灯丝旋钮。调整亮度按钮和对比度按钮，使显示CONTRAST表指针接近0，BRIGHTNESS表的指针位于0到1之间，这样你就能看到更清晰的图像。6.调整放大按钮，以提高图像放大的跳跃性，并相应调整焦点手柄(COARSE、MEDIUM、FINE)。重复此操作以获得适当比例的图像。当图像通过焦点旋钮清晰调整时，需要将选区和整个开关调整为PARTIAL(选区)SIGMATOR和“AUTO STIG(自动图像删除器)”调整最清晰的图像。7.打开电脑，使用它RECORD 文件将在不同的放大倍数下。

9.扫描并将样例曲面图像保存到计算机中。8.关闭电源。灯丝电压、高压、对比度、亮度降低。按下V1开关底部的弹簧，然后V1阀门慢慢推入镜筒。打开准备开关，将真空控制台后面的手动/自动开关转向手动方向，保持冷却液流动，然后依次关闭电源，关闭控制台后面的主电源开关、变压器开关、机械泵开关和总电源30分钟。实验结果：从200倍到近1万倍的观察图像如下。1.278倍：2.505倍：3.870倍：4.1260倍：5.2980倍：6.3140倍：7.6100倍：8.9700倍：实验结果分析是调整经验：从上述实验结果可以看出，放大率越大，单晶颗粒越大，放大率约为800倍，单晶形状基本相反。

10、映在图像上，约3000倍，图像基本上可以反映单晶的外观。但是，如果比例超过5000倍，图像的清晰度会根据仪器本身的原因而降低，因此最好观察单晶表面的微小起伏和形状在3000到5000倍之间。在调整方面，将BRIGHTNESS和CONTRAST将值分别放在0到1和0附近是获得良好图像的更重要因素。将亮度调整到大于1的位置会使图像变亮，因此衬层不高，影响观察。另一个需要注意的问题是，如果你想在低放大系数下包装清晰的样表面，首先要在高倍数下调整COARSE和FINE两个焦点旋钮使图像更清晰，然后旋转到低放大系数观察。直接调整低放大率，单晶粒重叠严重，无法获得更清晰的图像。特别是在实验中，要注意工作阶段的顺序(如使用冷却剂)，以免影响实验结果。