真空电子显微量测仪(672.pdf

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1、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 Filamen)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。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 Elec

2、tron)陰極螢光(Cathode luminescenee、圖三、Electran Beam Induced Current IranuniLLed 卄 Eleciroit TransmlttEd(Sratln-ni)Eltrtron The primary electron bem-specimen InteracUoB in the 8EM 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 Detect。)、背向

3、散射電子偵測器(Backscattered Electron Detecto)及 X 光光譜儀(X-ray Spectromete)。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,SEj。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(Electro n Gun)、電磁透鏡(Electromag netic LenS、樣品室

4、(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:成像解析度的好壞與樣品的製做準備工作有著極大的關聯性。影響成像解析 度的因子大致上有試片本體的清潔度、乾燥度、導電性、磁性以及系統真空度等。X-ray 及歐傑電子(Auger Electron)等。圖二為各種訊號與解析度之示意圖。Theory fSranning Elcclrun Microscope Prirnary Electron Beam Chamcteriitir X-Ray Hlectron 口电匸血 Speeinie

5、iL 庄 Current CaihadelumuitKtenee in S pro nilary Ileetroi BarkicitLrred Electron 巒(bjxitstiDn Vohim for Secondauy ElecLraxi EmEaicn)1.乾燥度-若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.清潔度-試片表面若有受到汙染，在不破壞材料表面的前提下，先做一般性的 清潔工作，例如：氮氣吹拭，表面的清洗。若要對試片做切面（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行烘烤步驟。3.導電性-對於導電性較差或

6、是不具導電性的材料，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 試片表面上累積電荷產生放電，進而影響觀測的畫質。4.磁性材料-若試片具有磁性，須先做消磁程序。因為磁性材料的磁場會直接影 響轟擊的電子束。5.對於粉末型的材料，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），再將載具連同試片做烘烤，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.對於塊狀的試片的整備，使用銅膠帶（雙面）將試片黏於載台上。試片尺寸大小 切勿超過圓形載具的直徑，試片的高度不得超過載具水平面以上 5mm 操作面板功能介紹 號碼

7、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(丫影像移動/K2 多功能鈕)丫方向影像移動 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)丫 STIGMATOR/ALIGNMENT（丫像差調整鈕/軸調整）丫方向影像像差調整 電子束軸調整(5)MAGNIFICATION(倍率鈕)影像縮小放大(6)CONTRAST（對比鈕）影像對比度調整(7)BRIGHTNESS（明暗度鈕）影像明暗度調整(8)FOCUS（聚焦鈕）影像焦距調整 操作視窗簡介：功能選揮列 影像掃糸 影像胃 掃描速度攥式選揑 自動聚焦磁 自動明亮胃比磁（波形顯示 影像掃諾視窗 狀態列 自動像差醴/倍率聊 加速電壓設定 I分哆式選擇 真空程度顯示 像位移