1. 光學(xué)顯微鏡以可見光為介質(zhì)動手能力,電子顯微鏡以電子束為介質(zhì)製造業,由于電子束波長遠(yuǎn)較可見光小大數據,故電子顯微鏡分辨率遠(yuǎn)比光學(xué)顯微鏡高。光學(xué)顯微鏡放大倍率高只有約1500倍十大行動,掃描式顯微鏡可放大到10000倍以上不斷豐富。
2. 根據(jù)de Broglie波動理論,電子的波長僅與加速電壓有關(guān):
λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (?)
在 10 KV 的加速電壓之下進行培訓,電子的波長僅為0.12?發展機遇,遠(yuǎn)低于可見光的4000 - 7000?,所以電子顯微鏡分辨率自然比光學(xué)顯微鏡*許多法治力量,但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在50-100?之間全技術方案,電子與原子核的彈性散射 (Elastic Scattering) 與非彈性散射 (Inelastic Scattering) 的反應(yīng)體積又會比原有的電子束直徑增大,因此一般穿透式電子顯微鏡的分辨率比掃描式電子顯微鏡高供給。
3. 掃描式顯微鏡有一重要特色是具有超大的景深(depth of field)優勢與挑戰,約為光學(xué)顯微鏡的300倍,使得掃描式顯微鏡比光學(xué)顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的樣品解決方案。
4. 掃描式電子顯微鏡趨勢,其系統(tǒng)設(shè)計(jì)由上而下,由電子槍 (Electron Gun) 發(fā)射電子束貢獻法治,經(jīng)過一組磁透鏡聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后設備製造,用遮蔽孔徑 (Condenser Aperture) 選擇電子束的尺寸(Beam Size)后,通過一組控制電子束的掃描線圈攻堅克難,再透過物鏡 (Objective Lens) 聚焦管理,打在樣品上,在樣品的上側(cè)裝有訊號接收器雙向互動,用以擇取二次電子 (Secondary Electron) 或背向散射電子 (Backscattered Electron) 成像效率和安。
5. 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散布 (Energy Spread) 要小品牌,目前常用的種類計(jì)有三種深入開展,鎢(W)燈絲、六硼化鑭(LaB6)燈絲等形式、場發(fā)射 (Field Emission)技術的開發,不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩(wěn)定度及電子源壽命等均有差異更高效。
6. 熱游離方式電子槍有鎢(W)燈絲及六硼化鑭(LaB6)燈絲兩種全面協議,它是利用高溫使電子具有足夠的能量去克服電子槍材料的功函數(shù)(work function)能障而逃離。對發(fā)射電流密度有重大影響的變量是溫度和功函數(shù)具體而言,但因操作電子槍時(shí)均希望能以低的溫度來操作工具,以減少材料的揮發(fā),所以在操作溫度不提高的狀況下喜愛,就需采用低功函數(shù)的材料來提高發(fā)射電流密度重要的角色。
7. 價(jià)錢便宜使用普遍的是鎢燈絲,以熱游離 (Thermionization) 式來發(fā)射電子向好態勢,電子能量散布為 2 eV平臺建設,鎢的功函數(shù)約為4.5eV,鎢燈絲系一直徑約100µm共創美好,彎曲成V形的細(xì)線不可缺少,操作溫度約2700K,電流密度為1.75A/cm2特點,在使用中燈絲的直徑隨著鎢絲的蒸發(fā)變小積極回應,使用壽命約為40~80小時(shí)。
8. 六硼化鑭(LaB6)燈絲的功函數(shù)為2.4eV又進了一步,較鎢絲為低多種場景,因此同樣的電流密度,使用LaB6只要在1500K即可達(dá)到規劃,而且亮度更高擴大公共數據,因此使用壽命便比鎢絲高出許多,電子能量散布為 1 eV帶動擴大,比鎢絲要好核心技術體系。但因LaB6在加熱時(shí)活性很強(qiáng),所以必須在較好的真空環(huán)境下操作持續發展,因此儀器的購置費(fèi)用較高必然趨勢。
9. 場發(fā)射式電子槍則比鎢燈絲和六硼化鑭燈絲的亮度又分別高出 10 - 100 倍,同時(shí)電子能量散布僅為 0.2 - 0.3 eV擴大,所以目前市售的高分辨率掃描式電子顯微鏡都采用場發(fā)射式電子槍多樣性,其分辨率可高達(dá) 1nm 以下。
10. 場發(fā)射電子槍可細(xì)分成三種:冷場發(fā)射式(cold field emission , FE)新格局,熱場發(fā)射式(thermal field emission ,TF)明顯,及蕭基發(fā)射式(Schottky emission ,SE)
11. 當(dāng)在真空中的金屬表面受到108V/cm大小的電子加速電場時(shí),會有可觀數(shù)量的電子發(fā)射出來顯示,此過程叫做場發(fā)射創新為先,其原理是高電場使電子的電位障礙產(chǎn)生 Schottky效應(yīng)真正做到,亦即使能障寬度變窄,高度變低持續向好,因此電子可直接"穿隧"通過此狹窄能障并離開陰極習慣。場發(fā)射電子系從很尖銳的陰極所發(fā)射出來,因此可得極細(xì)而又具高電流密度的電子束進展情況,其亮度可達(dá)熱游離電子槍的數(shù)百倍,或甚至千倍綠色化發展。
12. 場發(fā)射電子槍所選用的陰極材料必需是高強(qiáng)度材料至關重要,以能承受高電場所加諸在陰極的高機(jī)械應(yīng)力,鎢即因高強(qiáng)度而成為較佳的陰極材料效果。場發(fā)射槍通常以上下一組陽極來產(chǎn)生吸取電子使用、聚焦、及加速電子等功能密度增加。利用陽極的特殊外形所產(chǎn)生的靜電場有效性,能對電子產(chǎn)生聚焦效果,所以不再需要韋氏罩或柵極機遇與挑戰。di一(上)陽極主要是改變場發(fā)射的拔出電壓(extraction voltage)廣泛關註,以控制針尖場發(fā)射的電流強(qiáng)度,而第二(下)陽極主要是決定加速電壓集成技術,以將電子加速至所需要的能量就能壓製。
13. 要從極細(xì)的鎢針尖場發(fā)射電子,金屬表面必需*干凈適應能力,無任何外來材料的原子或分子在其表面更優美,即使只有一個(gè)外來原子落在表面亦會降低電子的場發(fā)射,所以場發(fā)射電子槍必需保持超高真空度防控,來防止鎢陰極表面累積原子成效與經驗。由于超高真空設(shè)備價(jià)格極為高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM堅實基礎,否則較少采用場發(fā)射電子槍稍有不慎。
14. 冷場發(fā)射式大的優(yōu)點(diǎn)為電子束直徑小,亮度高深入闡釋,因此影像分辨率優(yōu)相關性。能量散布小,故能改善在低電壓操作的效果物聯與互聯。為避免針尖被外來氣體吸附穩定,而降低場發(fā)射電流,并使發(fā)射電流不穩(wěn)定供給,冷場發(fā)射式電子槍必需在10-10 torr的真空度下操作優勢與挑戰,雖然如此經驗分享,還是需要定時(shí)短暫加熱針尖至2500K(此過程叫做flashing),以去除所吸附的氣體原子趨勢。它的另一缺點(diǎn)是發(fā)射的總電流小有力扭轉。
15. 熱場發(fā)式電子槍是在1800K溫度下操作,避免了大部份的氣體分子吸附在針尖表面一站式服務,所以免除了針尖flashing的需要廣度和深度。熱式能維持較佳的發(fā)射電流穩(wěn)定度,并能在較差的真空度下(10-9 torr)操作智能化。雖然亮度與冷式相類似科技實力,但其電子能量散布卻比冷式大3~5倍,影像分辨率較差建設,通常較不常使用在此基礎上。
16. 蕭基發(fā)射式的操作溫度為1800K,它系在鎢(100)單晶上鍍ZrO覆蓋層前來體驗,ZrO將功函數(shù)從純鎢的4.5eV降至2.8eV自主研發,而外加高電場更使電位障壁變窄變低,使得電子很容易以熱能的方式跳過能障(并非穿隧效應(yīng))更加廣闊,逃出針尖表面損耗,所需真空度約10-8~10-9torr。其發(fā)射電流穩(wěn)定度佳不斷發展,而且發(fā)射的總電流也大積極影響。而其電子能量散布很小,僅稍遜于冷場發(fā)射式電子槍緊密協作。其電子源直徑比冷式大越來越重要,所以影像分辨率也比冷場發(fā)射式稍差一點(diǎn)。
17. 場發(fā)射放大倍率由25倍到650000倍發揮重要作用,在使用加速電壓15kV時(shí)醒悟,分辨率可達(dá)到1nm,加速電壓1kV時(shí)高質量,分辨率可達(dá)到2.2nm也逐步提升。一般鎢絲型的掃描式電子顯微鏡儀器上的放大倍率可到200000倍,實(shí)際操作時(shí)註入了新的力量,大部份均在20000倍時(shí)影像便不清楚了重要的作用,但如果樣品的表面形貌及導(dǎo)電度合適,大倍率 650000倍是可以達(dá)成的去創新。
18. 由于對真空的要求較高足夠的實力,有些儀器在電子槍及磁透鏡部份配備了3組離子泵(ion pump),在樣品室中結構,配置了2組擴(kuò)散泵(diffusion pump)更適合,在機(jī)體外高效,以1組機(jī)械泵負(fù)責(zé)粗抽,所以有6組大小不同的真空泵來達(dá)成超高真空的要求要素配置改革,另外在樣品另有以液態(tài)氮冷卻的冷阱(cold trap)全方位,協(xié)助保持樣品室的真空度。
19. 平時(shí)操作影響力範圍,若要將樣品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr)大局,則抽真空的時(shí)間將變長而降低儀器的便利性,更增加儀器購置成本邁出了重要的一步,因此一些儀器設(shè)計(jì)了階段式真空(step vacuum)主動性,亦即使電子槍、磁透鏡及樣品室的真空度依序降低發展的關鍵,并分成三個(gè)部份來讀取真空計(jì)讀數(shù),如此可將樣品保持在真空度10-5pa的環(huán)境下即可操作規模設備。平時(shí)待機(jī)或更換樣品時(shí)真諦所在,為防止電子槍污染,皆使用真空閥(gun valve)將電子槍及磁透鏡部份與樣品室隔離競爭力,實(shí)際觀察時(shí)再打開使電子束通過而打擊到樣品充分。
20. 場發(fā)射式電子槍的電子產(chǎn)生率與真空度有密切的關(guān)系,其使用壽命也隨真空度變差而急劇縮短集聚,因此在樣品制備上必須非常注意水氣競爭力,或固定用的碳膠或銀膠是否烤干,以免在觀察的過程中狀況,真空陡然變差而影響燈絲壽命機製性梗阻,甚至系統(tǒng)當(dāng)機(jī)。
21. 在電子顯微鏡中須考慮到的像差(aberration)包括:衍射像差(diffraction aberration)全過程、球面像差(spherical aberration)集成應用、散光像差(astigmatism)及波長散布像差(即色散像差,chromatic aberration)不負眾望。
22. 面像差為物鏡中主要缺陷高效流通,不易校正,因偏離透鏡光軸之電子束偏折較大精準調控,其成像點(diǎn)較沿軸電子束成像之高斯成像平面(Gauss image plane)距透鏡為近功能。
23. 散光像差由透鏡磁場不對稱而來,使電子束在二互相垂直平面之聚焦落在不同點(diǎn)上解決。散光像差一般用散光像差補(bǔ)償器(stigmator)產(chǎn)生與散光像差大小相同預期、方向相反的像差校正,目前電子顯微鏡其聚光鏡及物鏡各有一組散光像差補(bǔ)償器集成技術。
24. 光圈衍射像差(Aperture diffraction):由于電子束通過小光圈電子束產(chǎn)生衍射現(xiàn)象具有重要意義,使用大光圈可以改善進一步。
25. 色散像差(Chromatic aberration):因通過透鏡電子束能量差異,使得電子束聚焦后并不在同一點(diǎn)上強大的功能。
26. 電子束和樣品作用體積(interaction volume)實際需求,作用體積約有數(shù)個(gè)微米(μm)深,其深度大過寬度而形狀類似梨子優勢。此形狀乃源于彈性和非彈性碰撞的結(jié)果善謀新篇。低原子量的材料,非彈性碰撞較可能便利性,電子較易穿進(jìn)材料內(nèi)部方法,較少向邊側(cè)碰撞,而形成梨子的頸部提供有力支撐,當(dāng)穿透的電子喪失能量變成較低能量時(shí)切實把製度,彈性碰撞較可能,結(jié)果電子行進(jìn)方向偏向側(cè)邊而形成較大的梨形區(qū)域自行開發。
27. 在固定電子能量時(shí)進行部署,作用體積和原子序成反比,乃因彈性碰撞之截面積和原子序成正比應用情況,以致電子較易偏離原來途徑而不能深入樣品保護好。
28. 電子束能量越大,彈性碰撞截面積越小表現,電子行走路徑傾向直線而可深入樣品特點,作用體積變大。
29. 電子束和樣品的作用有兩類結論,一為彈性碰撞和諧共生,幾乎沒有損失能量,另一為非彈性碰撞智能化,入射電子束會將部份能量傳給樣品科技實力,而產(chǎn)生二次電子、背向散射電子建設、俄歇電子在此基礎上、X光、長波電磁放射前來體驗、電子-空位對等自主研發。這些信號可供SEM運(yùn)用者有二次電子、背向散射電子綠色化、X光不同需求、陰極發(fā)光、吸收電子及電子束引起電流(EBIC) 等保持穩定。
30. 二次電子(Secondary Electrons):電子束和樣品作用總之,可將傳導(dǎo)能帶(conduction band)的電子擊出面向,此即為二次電子,其能量約 < 50eV研學體驗。由于是低能量電子建設項目,所以只有在距離樣品表面約50~500?深度范圍內(nèi)所產(chǎn)生之二次電子,才有機(jī)會逃離樣品表面而被偵測到落實落細。由于二次電子產(chǎn)生的數(shù)量相結合,會受到樣品表面起伏狀況影響,所以二次電子影像可以觀察出樣品表面之形貌特征製高點項目。
31. 背向散射電子(Backscattered Electrons):入射電子與樣品子發(fā)生彈性碰撞為產業發展,而逃離樣品表面的高能量電子,其動能等于或略小于入射電子的能量有所增加。背向散射電子產(chǎn)生的數(shù)量各項要求,會因樣品元素種類不同而有差異,樣品中平均原子序越高的區(qū)域越來越重要的位置,釋放出來的背向散射電子越多共謀發展,背向散射電子影像也就越亮,因此背向散射電子影像有時(shí)又稱為原子序?qū)Ρ扔跋窠Y構重塑。由于背向散射電子產(chǎn)生于距樣品表面約5000?的深度范圍內(nèi),由于入射電子進(jìn)入樣品內(nèi)部較深應用優勢,電子束已被散射開來高質量發展,因此背向散射電子影像分辨率不及二次電子影像。
32. X光:入射電子和樣品進(jìn)行非彈性碰撞可產(chǎn)生連續(xù)X光和特征X光高效節能,前者系入射電子減速所放出的連續(xù)光譜影響力範圍,形成背景決定少分析之量,后者系特定能階間之能量差新創新即將到來,可藉以分析成分元素邁出了重要的一步。
33. 電子束引致電流(Electron-beam induced Current , EBIC):當(dāng)一個(gè)p-n接面(Junction)經(jīng)電子束照射后,會產(chǎn)生過多的電子-空位對設施,這些載子擴(kuò)散時(shí)被p-n接面的電場收集需求,外加線路時(shí)即會產(chǎn)生電流。
34. 陰極發(fā)光(Cathodoluminescence):當(dāng)電子束產(chǎn)生之電子-空位對再結(jié)合時(shí)更優質,會放出各種波長電磁波相對開放,此為陰極發(fā)光(CL),不同材料發(fā)出不同顏色之光脫穎而出。
35. 樣品電流(Specimen Current):電子束射到樣品上時(shí)拓展應用,一部份產(chǎn)生二次電子及背向散射電子,另一部份則留在樣品里結構,當(dāng)樣品接地時(shí)即產(chǎn)生樣品電流管理。
36. 電子偵測器有兩種優化上下,一種是閃爍計(jì)數(shù)器偵測器(Scintillator),常用于偵測能量較低的二次電子模樣,另一種是固態(tài)偵測器(solid state detector)生產體系,則用于偵測能量較高的反射電子。
37. 影響電子顯微鏡影像品質(zhì)的因素:
A. 電子槍的種類:使用場發(fā)射提供了遵循、LaB6或鎢絲的電子槍參與水平。
B. 電磁透鏡的完美度。
C. 電磁透鏡的型式: In-lens ,semi in-lens, off-lens
D. 樣品室的潔凈度: 避免粉塵服務效率、水氣明確相關要求、油氣等污染。
E. 操作條件: 加速電壓統籌發展、工作電流深化涉外、儀器調(diào)整、樣品處理生產製造、真空度開展試點。
F. 環(huán)境因素: 振動、磁場共同、噪音推進一步、接地。
38. 如何做好SEM的影像簡單化,一般由樣品的種類和所要的結(jié)果來決定觀察條件力度,調(diào)整適當(dāng)?shù)募铀匐妷骸⒐ぷ骶嚯x (WD)系統性、適當(dāng)?shù)臉悠穬A斜勇探新路,選擇適當(dāng)?shù)膫蓽y器、調(diào)整合適的電子束電流傳遞。
39. 一般來說長足發展,加速電壓提高,電子束波長越短穩步前行,理論上結構不合理,只考慮電子束直徑的大小,加速電壓愈大逐步改善,可得到愈小的聚焦電子束銘記囑托,因而提高分辨率,然而提高加速電壓卻有一些不可忽視的缺點(diǎn):
A. 無法看到樣品表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)自動化裝置。
B. 會出現(xiàn)不尋常的邊緣效應(yīng)示範。
C. 電荷累積的可能性增高。
D. 樣品損傷的可能性增高。
因此適當(dāng)?shù)募铀匐妷赫{(diào)整運行好,才可獲得清晰的影像首次。
40. 適當(dāng)?shù)墓ぷ骶嚯x的選擇,可以得到好的影像部署安排。較短的工作距離搖籃,電子訊號接收較佳,可以得到較高的分辨率推廣開來,但是景深縮短推動。較長的工作距離,分辨率較差資源配置,但是影像景深較長信息,表面起伏較大的樣品可得到較均勻清晰的影像。
41. SEM樣品若為金屬或?qū)щ娦粤己么罅Πl展,則表面不需任何處理豐富內涵,可直接觀察。若為非導(dǎo)體產能提升,則需鍍上一層金屬膜或碳膜協(xié)助樣品導(dǎo)電適應性,膜層應(yīng)均勻無明顯特征,以避免干擾樣品表面通過活化。金屬膜較碳膜容易鍍落地生根,適用于SEM影像觀察,通常為Au或Au-Pd合金或Pt健康發展。而碳膜較適于X光微區(qū)分析建設項目,主要是因?yàn)樘嫉脑有虻停梢詼p少X光吸收模式。
42. SEM樣品制備一般原則為:
A. 顯露出所欲分析的位置。
B. 表面導(dǎo)電性良好提升,需能排除電荷高品質。
C. 不得有松動的粉末或碎屑(以避免抽真空時(shí)粉末飛揚(yáng)污染鏡柱體)。
D. 需耐熱支撐能力,不得有熔融蒸發(fā)的現(xiàn)象資源優勢。
E. 不能含液狀或膠狀物質(zhì),以免揮發(fā)特征更加明顯。
F. 非導(dǎo)體表面需鍍金(影像觀察)或鍍碳(成份分析)估算。
43. 鍍導(dǎo)電膜的選擇,在放大倍率低于1000倍時(shí)的可能性,可以鍍一層較厚的Au不要畏懼,以提高導(dǎo)電度。放大倍率低于10000倍時(shí),可以鍍一層Au來增加導(dǎo)電度逐漸顯現。放大倍率低于100000倍時(shí)全會精神,可以鍍一層Pt或Au-Pd合金,在超過100000時(shí)拓展基地,以鍍一層超薄的Pt或Cr膜較佳集中展示。
44. 電子束與樣品作用,當(dāng)內(nèi)層電子被擊出后體系流動性,外層電子掉入原子內(nèi)層電子軌道而放出X光探索創新,不同原子序,不同能階電子所產(chǎn)生的X光各不相同實現了超越,稱為特征X光新產品,分析特征X光,可分析樣品元素成份相對開放。
45. 分析特征X光的方式推進高水平,可分析特征X光的能量分布,稱為EDS拓展應用,或分析特征X光的波長生產創效,稱為WDS。X光能譜的分辨率管理,在EDS中約有100~200eV的分辨率優化上下,在WDS中則有5~10eV的分辨率。由于EDS的分辨率較WDS差戰略布局,因此在能譜的解析上事關全面,較易產(chǎn)生重迭的情形。
46. 由于電子束與樣品作用的作用體積(interaction volume)的關(guān)系狀態,特征X光的產(chǎn)生和作用體積的大小有關(guān)技術節能,因此在平面的樣品中,EDS或WDS的空間分辨率廣泛認同,受限于作用體積的大小國際要求。
FlexSEM1000是日立公司新推出的一款機(jī)型小巧性能優(yōu)異的鎢燈絲電鏡,擁有大束流和低球差的物鏡和聚光鏡設(shè)計(jì)鍛造,配備了高分辨率二次電子探頭及高靈敏度五分割背散射探頭競爭激烈,具有的低真空成像能量,并且采用新的SEM MAP高精度導(dǎo)航系統(tǒng)及新全的自動化功能改善,使性能更加*空白區,使用更加簡便。
特點(diǎn):
1.節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)
2.高效率的自動功能
3.簡捷的操作界面
4.高分辨低真空觀察
應(yīng)用領(lǐng)域:
1信息化、 生物醫(yī)學(xué)
2形勢、 食品衛(wèi)生
3實踐者、 電子半導(dǎo)
4、 汽車制造
5選擇適用、 新能源
樣品 水泥
樣品 氧化鋅
廣州市儀德科學(xué)儀器有限公司創(chuàng)立于2005年管理,十二年來堅(jiān)持服務(wù)于國內(nèi)光譜分析領(lǐng)域,專注各類光譜儀器業務指導,為客戶打造一站式改進措施,全鏈條和“交鑰匙”實(shí)驗(yàn)室組建的高科技企業(yè)。目前擁有多個(gè)歐長足發展、日品牌的總代理及一級代理權(quán)今年,產(chǎn)品資源豐富,種類齊全結構不合理。品牌包括有德國斯派克動手能力、日本日立等,產(chǎn)品涵蓋實(shí)驗(yàn)室通用儀器意見征詢、化學(xué)分析提升、表面科學(xué)等,如直讀光譜儀的必然要求、X射線熒光光譜儀再獲、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、輝光放電光譜儀應用擴展、紫外可見分光光譜儀體驗區、分子熒光光譜儀、原子吸收光譜儀活動上、掃描電鏡等有望。在儀德人的深耕細(xì)作下,客戶遍及汽車制造導向作用、鋼鐵冶金方案、有色金屬、電子電器十大行動、能源電力左右、石油化工、鐵路運(yùn)輸特性、航天航天、機(jī)械制造等特點、商檢建言直達、質(zhì)檢、環(huán)境保護(hù)將進一步、食品藥品以及教學(xué)科研等各行各業(yè)的各級實(shí)驗(yàn)室充分發揮。目前,儀德科學(xué)儀器總部設(shè)在廣州,并在武漢重要方式、長沙開展面對面、南寧、廈門非常重要、深圳設(shè)有子公司和辦事處進一步提升,業(yè)務(wù)覆蓋華南區(qū)域。
企業(yè)資質(zhì):
德國斯派克分析儀器公司SPECTRO xSORT華南區(qū)授權(quán)總代理營造一處。
德國斯派克分析儀器公司SPECTRO MAXx/LAB/CHECK湖北省總代理改革創新。
德國斯派克分析儀器公司SPECTRO 系列產(chǎn)品廣東省一級代理。
日本日立分析儀器廣東省一級代理取得顯著成效。
榮獲2015年度廣東省守信用重合同企業(yè)新模式。
榮獲廣州市環(huán)保局出具輻射安全銷售許可證。