真空电子显微量测仪(.doc

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作真空電子顯微量測儀( SEM ) 儀器介紹SEM工作原理:SEM主要構造示意圖如圖一與圖二所示。電子槍利用電源加熱鎢絲燈（Tungsten Filament）上，燈絲所放出之熱電子射出，再由約0.2 40 kV的電壓加速，進而產生電子束。產生細小之電子束經過電磁透鏡系統，形成直徑極小之電子探束（Electron Probe）而後照射在試樣表面。圖二、圖一、 圖三、電子束在試樣上掃描照射，產生各種不同訊號，包括入射電子（Incident Electron）、二次電子（Secondary Electron）、背向散射電子（Backscattered Electron）、穿透電子（Transmission Electron）、陰極螢光（Cathode luminescence）、X-ray及歐傑電子（Auger Electron）等。圖三為各種訊號與解析度之示意圖。訊號產生的量，隨著試片表面被照射位置的形狀、性質等發生變化，以適當的偵測器（Detector）收集訊號，再經處理即可得到各種訊號之影像。經常用於掃描式顯微鏡上之偵測器包括二次電子偵測器（Secondary Electron Detector）、背向散射電子偵測器（Backscattered Electron Detector）及X光光譜儀（X-ray Spectrometer）。而二次電子偵測器為掃描式顯微鏡主要成像之裝置，主要構造為一閃爍器（Scintillator），可將撞擊其上的電子所產生的光子經由光電倍增管（Photomultiplier）增強放大，而在陰極射像管（CRT）上呈現二次電子影像（Secondary Electron Image, SEI）。儀器構造:SEM主要包括兩部分：一為提供並聚集電子於標本上產生訊息的主體，包括電子槍（Electron Gun）、電磁透鏡（Electromagnetic Lens）、樣品室（Specimen Chamber）及真空系統（Vacuum System）。另一為顯示影像的顯像系統（Display System），詳細結構如圖一所示。試片製備:成像解析的好壞與樣品的製做準備工作有著極大的關性。影響成像解析的因子大致上有試片本體的清潔、乾燥、導電性、磁性以及系統真空等。 1.乾燥-試片含有水分或有揮發性溶劑，須先放於加熱板上烘烤直到去除水分或是溶劑。2.清潔-試片表面有受到汙染，在破壞材表面的前提下，先做一般性的清潔工作，如:氮氣吹拭，表面的清洗。要對試片做面 (cross-section) 的觀測，在截斷口處須以噴氣吹球噴吹或做好清洗工作再烘烤步驟。 3.導電性-對於導電性較差或是具導電性的材，須先在其表面上鍍上一導電層並在試片的邊緣貼上銅膠帶將電荷導引出表面層，藉以避免電子束轟擊後在試片表面上積電荷產生放電，進而影響觀測的畫質。 4.磁性材-試片具有磁性，須先做消磁程序。因為磁性材的磁場會直接影響轟擊的電子束。 5.對於粉末型的材，先以十元硬幣作為載具並在表面上滴少許的碳膠或銀膠，再將粉末灑在碳膠(銀膠)，再將載具同試片做烘烤，直到去除溶劑為止。之後以噴氣吹球噴吹將位黏合的粉末噴除。 6.對於塊的試片的整備，使用銅膠帶(雙面)將試片黏於載台上。試片尺寸大小勿超過圓形載具的直徑，試片的高得超過載具水平面以上5mm。操作面板功能介紹:(8)(7)(6)(5)(4)(3)(1)(2)號碼轉鈕 功能 （1）X IMAGE SHIFT/ K1 MULTI-FUNCTIONS（X影像移動/K1多功能鈕） X方向影像移動 K1多功能影像調整 （2）Y IMAGE SHIFT/ K2 MULTI-FUNCTIONS（Y影像移動/K2多功能鈕） Y方向影像移動 K2多功能影像調整 （3）X STIGMATOR/ALIGNMENT （X像差調整鈕/軸調整） X方向影像像差調整 電子束軸調整 （4）Y STIGMATOR/ALIGNMENT （Y像差調整鈕/軸調整） Y方向影像像差調整 電子束軸調整 （5）MAGNIFICATION（倍鈕） 影像縮小放大 （6）CONTRAST（對比鈕） 影像對比調整 （7）BRIGHTNESS（明暗鈕） 影像明暗調整 （8）FOCUS（聚焦鈕） 影像焦距調整 操作視窗簡介: