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sem掃描電鏡知識點匯總(二)

日期:2022-10-14 10:18:45 瀏覽次數(shù):274

上期咱們介紹了掃描電鏡知識點匯總一,下面咱們接著介紹。

12.場發(fā)射電子槍所選用的陰極材料心需是高強度材料,以能承受高電場所加諸在陰極的高機械應力,鎢即因高強度而成為較佳的陰極材料。場發(fā)射槍通常以上下一組陽極來產(chǎn)生吸取電子聚住 及加速電子等功能,利用陽極的特殊外形所產(chǎn)生的靜電場,能對電子產(chǎn)生聚住效果,所以不再需要豐氐置或柵極。()陽極主要是改變場發(fā)射的拔出電壓,以控制針尖場發(fā)射的電流強度,而DI()陽極主要是決定加速電壓,以將電子加速至所需要的能量。

13.要從極細的鎢針尖場發(fā)射電子,金屬表面必需完全干凈,無任何外來材料的原子或分子在其表面,即使只有一個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,來防止鎢陰極表面累積原子。由于超高真空設備價格極為高昂,所以一般除非需要高分辨率 SEM,否則較少采用場發(fā)射電子槍。

14.冷場發(fā)射式更大的優(yōu)點為電子束直徑很小,亮度更高,因此影像分辨率更優(yōu)。能量散布很小,故能改善在低電壓操作的效果。為避免針尖被外來氣體吸附,而降低場發(fā)射電流,并使發(fā)射電流不穩(wěn)定,冷場發(fā)射式電子槍心需在10-10torr的直空度下操作,雖然如此,還是需要定時短暫加熱針尖至2500K,以去除所吸附的氣體原子。它的另一缺點是發(fā)射的總電流很小。

掃描電鏡.jpg

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,所以免除了針尖flashing的需要。熱式能維持較佳的發(fā)射電流穩(wěn)定度,并能在較差的直空度下操作,雖然高度與冷式相類似,但其電子能量散布卻比冷式大3~5倍,影像分辨率較差,通常較不常使用。

16.蕭基發(fā)射式的操作溫度為1800K,它系在鎢單晶上鍍7rO愛蓋層,ZrO將功函數(shù)從純鎢的4.5eV降至2.8eV,而外加高電場更使電位障壁變容變低,使得電子很容易以熱能的方式跳過能障,逃出針尖表面,所需直空度約10-8~10-9forr,其發(fā)射電流穩(wěn)定度佳,而目發(fā)射的總電流也大。而其電子能量散布很小,僅稍遜于冷場發(fā)射式電子槍。其電子源直徑比冷式大,所以影像分辨率也比冷場發(fā)射式稍差一點。

17.場發(fā)射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速電壓15kV時,分辨率可達到1nm,加速電壓1kV時,分辨率可達到2.2nm,一般鎢絲型的打描式電子顯微鏡儀器上的放大倍率可到200000倍,實際操作時,大部份均在20000倍時影像便不清楚了,但如果樣品的表面形貌及導電度合適,更大倍率 650000倍是可以達成的。

18.由干對直空的要求較高,有些儀器在電子槍及磁透鏡部份配備了3組離子泵,在樣品室中,配罟了2組擴散泵在機體外,以1組機械泵負責粗抽,所以有6組大小不同的真空泵來達成超高真空的要求,另外在樣品另有以液態(tài)氨冷卻的冷阱,協(xié)助保持樣品室的真空度。

19.平時操作,若要將樣品室直空亦保持在10-8na(10-10torr),則抽直空的時間將變長而降低儀器的便利性,更增加儀器購罟成本,因此一些儀器設計了階段式真空,亦即使電子槍,磁透鏡及樣品率的真空度依序降低,并分成三個部份來讀取真空計讀數(shù),如此口將樣品保持在真空度10-5pa的環(huán)境下即可操作。平時待機或更換樣品時,為防止電子槍污染,皆使用真空閥將電子槍及磁透鏡部份與樣品室隔離,實際觀察時再打開使電子束通過而打擊到樣品。

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系,其使用壽命也隨真空度變差而急劇縮短,因此在樣品制備上非常注意水氣,或固定用的碳膠或銀膠是否烤干,以免在觀察的過程中,真空陡然變差而影響燈絲壽命,甚至系統(tǒng)當機。

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