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扫描电子显微镜实验报告

扫描电子显微镜实验报告扫描电子显微镜实验报告引言:扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种现代化的显微镜技术,可用于观察微观尺度的物体表面形貌和结构。
本实验旨在通过使用扫描电子显微镜,对不同样本进行观察和分析,以了解其微观结构和特征。
实验方法:本次实验使用的扫描电子显微镜为型号为SEM-1000,工作电压为10 kV。
首先,准备好待观察的样本,包括金属表面、植物细胞和昆虫翅膀等。
接下来,将样本放置在扫描电子显微镜的样品台上,并调整好位置。
然后,打开电子显微镜的电源,调节电压和放大倍数,以获得清晰的图像。
最后,通过控制显微镜上的控制杆,移动电子束和样品,以获取不同角度和放大倍数下的图像。
实验结果:1. 金属表面观察:在扫描电子显微镜下,金属表面的微观结构和特征得以清晰展现。
可以观察到金属表面的晶粒结构、颗粒大小和形态等信息。
通过调整电子束的角度和放大倍数,可以更加详细地观察到金属表面的纹理和缺陷。
这些观察结果对于研究材料的力学性能和表面处理等方面具有重要意义。
2. 植物细胞观察:通过扫描电子显微镜,我们可以深入研究植物细胞的微观结构。
观察到的细胞表面纹理、细胞壁的厚度和孔隙等特征,有助于理解植物细胞的生长和发育过程。
此外,通过显微镜的高分辨率成像,可以观察到细胞器如叶绿体、核糖体等的形态和分布情况,进一步揭示细胞的功能和代谢过程。
3. 昆虫翅膀观察:昆虫翅膀是自然界中一种独特的结构,通过扫描电子显微镜的观察,我们可以更好地了解其微观特征。
昆虫翅膀表面常常具有复杂的纹理、鳞片和毛发等结构,这些结构对于昆虫的飞行和保护具有重要作用。
通过扫描电子显微镜的高分辨率成像,我们可以观察到昆虫翅膀表面的微观结构,揭示其形成和功能机制。
讨论与结论:通过本次实验,我们深入了解了扫描电子显微镜的原理和应用。
扫描电子显微镜具有高分辨率、高放大倍数和广泛的适用范围等优点,对于研究材料科学、生物学和昆虫学等领域具有重要意义。
semtem实验报告

扫描电子显微镜与透射电子显微镜实验报告一、实验名称电子显微镜技术(TEM ﹠SEM ) 二、实验目的1、学习扫描电子显微镜和透射电子显微镜的原理。
2、基本掌握扫描电子显微镜的使用。
3、学习投射电子显微镜衍射花样的标定。
三、实验原理(一)电子与物质相互作用产生的信息当一束聚焦电子沿一定方向射到样品上时,在样品物质原子的为库仑电场作用下,入射电子方向将发生改变。
此现象称散射。
可分为两种:弹性散射和非弹性散射。
弹性散射,只改变方向,无能量变化;非弹性散射, 不仅改变方向,能量也有不同程度的衰减,衰减部分转变成热、光、射线、二次电子等有用的信息,如图1所示。
图1 (a )入射电子产生的各种信息(b )信息深度和广度范围1、二次电子当入射电子与原子核外电子相互作用时,会使原子失掉电子而变成离子,这种现象叫电离。
上述过程中脱离原子的电子就是二次电子。
从距表面10nm左右深度范围内激发出来的低能电子(<50eV)。
二次电子信息是扫描电镜成像的主要手段。
二次电子主要特点:(1) 反映样品表面起伏,对样品表面形貌敏感如图2所示,二次电子的产率大小顺序为:a<b<d<e or f(边缘效应),a<b<d<c(尖端效应) 。
图2 二次电子产生率(2)空间分辨率高尽管在电子的有效作用深度内都可产生二次电子,但因其能量很低,只有在接近表面10nm以内的二次电子才能逸出表面,可以接收。
这种信号反映的是一个与入射束直径相当的、很小体积范围的形貌特征,具有较高的空间分辨率。
目前扫描电镜中二次电子成像的分辨率可达3~6nm之间,透射电镜可达2~3nm。
(3)信号收集效率高2、背散射电子入射电子累计散射角超过90º ,重新从表面逸出,称为背散射电子。
从距表面0.1~1μm深度范围内散射回来的入射电子,能量近似入射电子能量。
背散射电子主要特点:(1)对样品物质的原子序数敏感背散射电子产生额(发射效率)δBE随原子序数Z的增大而增加,因此,背散射电子像的衬度与样品上各微区的成分密切相关。
扫描电镜实验报告

扫描电镜实验报告扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种应用广泛的高分辨率显微镜,能够对样品进行表面形貌和微观结构的观测和分析。
本实验旨在通过扫描电镜对不同样品的表面形貌和微观结构进行观察和分析,从而加深对扫描电镜原理和应用的理解。
首先,我们准备了几种不同的样品,包括金属材料、植物组织和昆虫外骨骼等。
在实验过程中,我们首先对样品进行了表面处理,包括金属样品的金属镀膜处理、植物组织的冷冻干燥处理以及昆虫外骨骼的金属喷镀处理,以保证样品在扫描电镜下的观察效果。
接下来,我们将样品放置在扫描电镜的样品台上,并调整好合适的观察条件。
在观察过程中,我们发现扫描电镜能够清晰地显示样品的表面形貌和微观结构,包括金属样品的晶粒结构、植物组织的细胞结构以及昆虫外骨骼的纹理结构等。
通过对这些结构的观察和分析,我们不仅可以直观地了解样品的表面特征,还可以深入地研究样品的微观结构和性质。
在实验中,我们还发现扫描电镜具有较高的分辨率和深度信息,能够对样品进行三维观察和分析。
通过调整扫描电镜的工作参数,我们成功地获得了不同角度和深度的样品图像,进一步揭示了样品的微观结构和表面形貌。
这为我们深入理解样品的微观特征提供了重要的信息和依据。
总的来说,通过本次实验,我们深入了解了扫描电镜的原理和应用,掌握了样品的表面形貌和微观结构的观察方法,提高了对样品性质和特征的认识。
扫描电镜作为一种重要的分析工具,将在材料科学、生物学、医学等领域发挥重要作用,为科学研究和工程应用提供有力支持。
通过本次实验,我们不仅提高了对扫描电镜的认识,还对不同样品的表面形貌和微观结构有了更深入的理解。
扫描电镜的高分辨率和深度信息为我们提供了更多的观察和分析角度,有助于我们更全面地认识样品的特性和性能。
希望通过今后的实践和研究,能够更好地利用扫描电镜这一强大的工具,为科学研究和工程应用做出更多的贡献。
sem实验报告

电子显微镜一、实验目的1、了解并掌握电子显微镜的基本原理;2、初步学会使用电子显微镜,并能够利用电子显微镜进行基本的材料表面分析。
二、实验仪器透射电镜一是由电子光学系统(照明系统)、成像放大系统、电源和真空系统三大部分组成。
本实验用S—4800冷场发射扫描电子显微镜。
实验原理电子显微镜有两类:扫描电子显微镜、透射电子显微镜,该实验主要研究前者。
(一)扫描电子显微镜(SEM)由电子枪发射的电子束,经会聚镜、物镜聚焦后,在样品表面形成一定能量和极细的(最小直径可以达到1-10nm)电子束。
在扫描线圈磁场的作用下,作用在样品表面上的电子束将按一定时间、空间顺序作光栅扫描。
电子束从样品中激发出来的二次电子,由二次电子收集极,经加速极加速至闪烁体,转变成光信号,此信号经光导管到达光电倍增管再转变成电信号。
该电信号经视屏放大器放大,输送到显像管栅极,调制显像管亮度,使之在屏幕上呈现出亮暗程度不同的反映表面起伏的二次电子像。
由于电子束在样品表面上的扫描和显像管中电子束在荧屏上的扫描由同一扫描电路控制,这就保证了它们之间完全同步,即保证了“物点”和“像点”在时间和空间上的一一对应。
扫描电镜的工作原理如图1。
图1 扫描电镜的工作原理高能电子束轰击样品表面时,由于电子和样品的相互作用,产生很多信息,如图2所示,主要有以下信息:图2 电子束与样品表面作用产生的信息示意图1、二次电子:二次电子是指入射电子束从样品表面10nm左右深度激发出的低能电子(<50eV)。
二次电子的产额主要与样品表面的起伏状况有关,当电子束垂直照射表面,二次电子的量最少。
因此二次电子象主要反映样品的表面形貌特征。
2、背散射电子象:背散射电子是指被样品散射回来的入射电子,能量接近入射电子能量。
背散射电子的产额与样品中元素的原子序数有关,原子序数越大,背散射电子发射量越多(因散射能力强),因此背散射电子象兼具样品表面平均原子序数分布(也包括形貌)特征。
扫描电镜实验报告

扫描电镜实验报告扫描电镜实验报告引言:扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高分辨率显微镜,通过扫描样品表面并记录电子信号来观察样品的微观结构。
本实验旨在利用扫描电镜对不同样品进行观察和分析,以探索其微观特征和结构。
一、实验目的:本实验的主要目的是通过扫描电镜观察和分析样品的表面形貌和微观结构,了解扫描电镜的工作原理和应用。
二、实验步骤:1. 样品准备:选择不同类型的样品,如金属、生物组织等,并进行必要的前处理,如切片、抛光等。
2. 样品固定:将样品固定在扫描电镜样品台上,确保样品表面平整。
3. 调整参数:根据样品的性质和所需观察的特征,调整扫描电镜的加速电压、放大倍数等参数。
4. 开始观察:打开扫描电镜,将电子束聚焦在样品表面,并开始观察样品的微观结构。
5. 图像获取:通过扫描电镜的控制系统,获取样品表面的图像,并进行记录和保存。
三、实验结果:1. 金属样品观察:在扫描电镜下观察金属样品,可以清晰地看到金属表面的晶粒结构和纹理。
不同金属的晶粒形状和大小有所差异,通过观察晶粒边界和晶粒内部的细节,可以进一步分析金属的晶体结构和性质。
2. 生物样品观察:利用扫描电镜观察生物样品,可以展示生物细胞、细胞器和细胞结构的微观特征。
例如,观察植物叶片的表面细胞,可以看到细胞壁、气孔和细胞间隙的形态和排列方式。
同时,观察细菌样品可以揭示其形态、大小和表面特征,有助于对细菌种类和功能的鉴定。
3. 其他样品观察:扫描电镜还可用于观察其他类型的样品,如纤维材料、陶瓷、矿物等。
通过观察这些样品的表面形貌和微观结构,可以了解它们的组织结构、纤维排列方式以及晶体形态等特征。
四、实验分析:通过扫描电镜的观察和分析,我们可以更深入地了解样品的微观结构和表面形貌。
这些观察结果对于材料科学、生物学和医学等领域具有重要意义。
例如,在材料科学中,通过观察金属晶粒的形态和排列方式,可以优化材料的力学性能和耐腐蚀性能。
材料分析(SEM)实验报告

材料专业实验报告题目:扫描电镜(SEM)物相分析实验学院:先进材料与纳米科技学院专业:材料物理与化学姓名:学号:**********2016年6月30日扫描电镜(SEM)物相分析实验一.实验目的1.了解扫描电镜的基本结构与原理2.掌握扫描电镜样品的准备与制备方法3.掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像4.了解扫描电镜图片的分析与描述方法二.实验原理1.扫描电镜的工作原理扫描电镜(SEM)是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号,二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。
本次实验中主要通过观察背散射电子像及二次电子像对样品进行分析表征。
1)背散射电子背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子,其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。
弹性背反射电子是指被样品中原子和反弹回来的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量基本上没有变化(能量为数千到数万电子伏)。
非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射,不仅能量变化,而且方向也发生变化。
非弹性背反射电子的能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。
背反射电子的产生范围在100nm-1mm深度。
背反射电子产额和二次电子产额与原子序数的关系背反射电子束成像分辨率一般为50-200nm(与电子束斑直径相当)。
背反射电子的产额随原子序数的增加而增加,所以,利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,定性进行成分分析。
材料分析实验报告

材料专业实验报告题目:扫描电镜(SEM)物相分析实验学院:先进材料与纳米科技学院专业:材料物理与化学姓名:学号:15141229862016年6月30日扫描电镜(SEM)物相分析实验一.实验目的1.了解扫描电镜的基本结构与原理2.掌握扫描电镜样品的准备与制备方法3.掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像4.了解扫描电镜图片的分析与描述方法二.实验原理1.扫描电镜的工作原理扫描电镜(SEM)是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号,二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。
本次实验中主要通过观察背散射电子像及二次电子像对样品进行分析表征。
1)背散射电子背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子,其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。
弹性背反射电子是指被样品中原子和反弹回来的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量基本上没有变化(能量为数千到数万电子伏)。
非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射,不仅能量变化,而且方向也发生变化。
非弹性背反射电子的能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。
背反射电子的产生范围在100nm-1mm深度。
背反射电子产额和二次电子产额与原子序数的关系背反射电子束成像分辨率一般为50-200nm(与电子束斑直径相当)。
背反射电子的产额随原子序数的增加而增加,所以,利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,定性进行成分分析。
电子显微镜实验报告

一、实验名称电子显微镜技术二、实验目的1. 了解扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的基本原理和结构。
2. 掌握电子显微镜的样品制备和操作方法。
3. 通过观察样品的微观结构,了解材料的形貌、内部组织结构和晶体缺陷。
三、实验仪器1. 扫描电子显微镜(SEM):型号为Hitachi S-4800。
2. 透射电子显微镜(TEM):型号为Hitachi H-7650。
3. 样品制备设备:离子溅射仪、真空镀膜机、切割机、研磨机等。
四、实验内容1. 扫描电子显微镜(SEM)实验(1)样品制备:将待观察的样品切割成薄片,用离子溅射仪去除表面污染层,然后用真空镀膜机镀上一层金属膜,以增强样品的导电性。
(2)操作步骤:① 开启扫描电子显微镜,调整真空度至10-6Pa。
② 将样品放置在样品台上,调整样品位置,使其位于物镜中心。
③ 设置合适的加速电压和束流,调整聚焦和偏转电压,使样品清晰成像。
④ 观察样品的表面形貌,记录图像。
(3)结果分析:通过观察样品的表面形貌,了解材料的微观结构,如晶粒大小、组织结构、缺陷等。
2. 透射电子显微镜(TEM)实验(1)样品制备:将待观察的样品切割成薄片,用离子溅射仪去除表面污染层,然后用真空镀膜机镀上一层金属膜,以增强样品的导电性。
(2)操作步骤:① 开启透射电子显微镜,调整真空度至10-7Pa。
② 将样品放置在样品台上,调整样品位置,使其位于物镜中心。
③ 设置合适的加速电压和束流,调整聚焦和偏转电压,使样品清晰成像。
④ 观察样品的内部结构,记录图像。
(3)结果分析:通过观察样品的内部结构,了解材料的微观结构,如晶粒大小、组织结构、缺陷等。
五、实验结果与讨论1. 扫描电子显微镜(SEM)实验结果:通过观察样品的表面形貌,发现样品表面存在大量晶粒,晶粒大小不一,且存在一定的组织结构。
在样品表面还观察到一些缺陷,如裂纹、孔洞等。
2. 透射电子显微镜(TEM)实验结果:通过观察样品的内部结构,发现样品内部晶粒较小,且存在一定的组织结构。
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电子显微镜一、实验目的1、了解并掌握电子显微镜的基本原理;2、初步学会使用电子显微镜,并能够利用电子显微镜进行基本的材料表面分析。
二、实验仪器透射电镜一是由电子光学系统(照明系统)、成像放大系统、电源和真空系统三大部分组成。
本实验用S—4800冷场发射扫描电子显微镜。
实验原理电子显微镜有两类:扫描电子显微镜、透射电子显微镜,该实验主要研究前者。
(一)扫描电子显微镜(SEM)由电子枪发射的电子束,经会聚镜、物镜聚焦后,在样品表面形成一定能量和极细的(最小直径可以达到1-10nm)电子束。
在扫描线圈磁场的作用下,作用在样品表面上的电子束将按一定时间、空间顺序作光栅扫描。
电子束从样品中激发出来的二次电子,由二次电子收集极,经加速极加速至闪烁体,转变成光信号,此信号经光导管到达光电倍增管再转变成电信号。
该电信号经视屏放大器放大,输送到显像管栅极,调制显像管亮度,使之在屏幕上呈现出亮暗程度不同的反映表面起伏的二次电子像。
由于电子束在样品表面上的扫描和显像管中电子束在荧屏上的扫描由同一扫描电路控制,这就保证了它们之间完全同步,即保证了“物点”和“像点”在时间和空间上的一一对应。
扫描电镜的工作原理如图1。
图1 扫描电镜的工作原理高能电子束轰击样品表面时,由于电子和样品的相互作用,产生很多信息,如图2所示,主要有以下信息:图2 电子束与样品表面作用产生的信息示意图1、二次电子:二次电子是指入射电子束从样品表面10nm左右深度激发出的低能电子(<50eV)。
二次电子的产额主要与样品表面的起伏状况有关,当电子束垂直照射表面,二次电子的量最少。
因此二次电子象主要反映样品的表面形貌特征。
2、背散射电子象:背散射电子是指被样品散射回来的入射电子,能量接近入射电子能量。
背散射电子的产额与样品中元素的原子序数有关,原子序数越大,背散射电子发射量越多(因散射能力强),因此背散射电子象兼具样品表面平均原子序数分布(也包括形貌)特征。
3、X射线显微分析:入射电子束激发样品时,不同元素的受激,发射出不同波长的特征X射线,其波长λ与元素原子序数Z有以下关系(即莫斯莱公式):ν=hc/λ=K(Z-σ)2SEM主要特点(1)景深长视野大(2)样品制备简单(3)分辨本领高(4)样品信息丰富SEM样品的制备试样制备技术在电子显微术中占有重要的地位,它直接关系到电子显微图像的观察效果和对图像的正确解释。
扫描电镜的最大优点是样品制备方法简单,对金属和陶瓷等块状样品,只需将它们切割成大小合适的尺寸,用导电胶将其粘接在电镜的样品座上即可直接进行观察。
对于非导电样品如塑料、矿物等,在电子束作用下会产生电荷堆积,影响入射电子束斑和样品发射的二次电子运动轨迹,使图像质量下降。
因此这类试样在观察前要喷镀导电层进行处理,通常采用二次电子发射系数较高的Au,Pt或碳膜做导电层,膜厚控制在几nm左右。
(二)透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜结构包括两大部分:主体部分和辅助部分。
主体部分包括照明系统、成像系统和像的观察和记录系统。
辅助部分包括真空系统和电气系统。
现代的高性能电镜一般有5个透镜组成:双聚光镜和3个成像透镜(物镜、中间镜和投影镜)。
1、照明系统:由电子枪和聚光镜组成,其功能为成像系统提供一个亮度大、尺寸小的照明光斑。
亮度是由电子枪的发射强度及聚光镜的使用(相差十多倍)有关,而光斑的大小有电子枪和聚光镜性能决定。
由于电子显微镜一般在万倍以上的高放大倍率下工作,而荧光屏的亮度与放大倍率的平方成反比,因此电子枪的照明亮度至少是光学显微镜的105倍。
在电子显微镜中,电子枪是发射电子的照明源,由阴极、栅极和阳极组成。
阴极是灯丝,由0.03-0.1mm的钨丝做成V型。
栅极是控制电子束的形状和发射强度(通过加一个比阴极更低的负电位)。
阳极是使阴极电子获得较高能量,形成高速定向电子流。
2、成像系统:由物镜、中间镜和投影镜组成。
其中物镜是最重要的,因为分辨率是由物镜决定,其他两个透镜的作用是把物镜所形成的一次象进一步放大。
成像可分为两个过程:一是平行光束受到具有周期性特点物样的散射作用,形成各级衍射谱,即物的信息通过衍射谱呈现出来;二是各级衍射谱通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。
从物样不同地点发出的同级平行衍射波经过透镜后,都聚焦到后焦面的同一点,参与成像的次级波越多,叠加的像与物越逼真,因此要形成传统意义上的像,除透射束外,至少需要一个次级衍射束参与。
当中间镜的物平面与物镜的像平面重合,荧光屏上得到放大的像,若中间镜的物平面与物镜的后焦面重合,荧光屏上得到放大的衍射花样,中间镜在TEM中起到总的调节放大倍数的作用。
3、衍射花样和晶体的几何关系晶体对电子的散射如图3所示,一束波长为l的单色平面电子波,被一组面间距为d的晶面散射的情况。
相邻晶面的散射电子束的光程差为d=SR+RT=2dsinθ(1)散射束干涉加强的条件:光程差等于波长的整数倍,即2dsinθ=nλ(2)d代表晶体的特征,l代表电子束的特征,q则表示他们之间的几何关系。
图3 晶体对电子的散射倒易点阵:设a、b、c为正空间单胞的三个初基矢量,相对应的倒空间的三个初基矢量为a*、b*、c*。
如果倒易点阵中的某一倒易点的倒易矢量为g hkl,表示为:g hkl = ha*+kb*+lc*。
g hkl垂直于正空间点阵的(h k l)面,并且| g hkl |=1/d hkl,d hkl是(h k l)面的面间距。
产生衍射的条件:对面心立方晶体,h、k、l指数全奇或全偶;对体心立方晶体,h+k+l=偶数。
电子衍射的几何关系:晶体处于O1位置,倒易点G落在球面上,相应荧光屏上的衍射斑点为G’’,O’’是荧光屏上透射斑点。
如图4所示。
球心处的角为2θ(注意不是θ),L为样品到荧光屏的距离。
则r=Ltan2θ式中r为荧光屏上衍射斑点到透射斑点的距离。
又2dsinθ=l(一级衍射),由于θ很小,tan2θ»sin2θ»2θ。
得到:rd=Lλ在恒定实验条件下,Lλ是常数,称为仪器常数,因此在衍射谱上通过测得衍射斑点到透射斑点的距离,就能得到相应衍射点对应的面间距(注意衍射点对应于正空间中晶面族)。
电镜中使用的电子波长很短,因此反射球的半径(1/λ)很大,而产生电子衍射的θ很小,故可视反射球的有效部分为平面——反射面。
电子衍射实际上将晶体的倒易点阵与图4 电子衍射的几何关系反射面相截的部分投影到荧光屏上,Lλ为其放大倍数。
立方系的电子衍射谱:标定立方系的电子衍射谱:因为常见的金属及很多物质的晶体结构都是立方系结构,立方系中晶面指数与晶面间距的关系:1/d2=(h2+k2+l2)/a2选择三个衍射斑点P1、P2、P3与中心透射斑点O构成平行四边形,其对应的倒易矢量g1、g2是为不共方向最短和次短的倒易矢量,测量其长度ri。
计算对应与这些斑点的d值,根据已知晶体的参数(由PDF卡片查的),决定每个斑点的指数(注意,至此仅知斑点所属的晶面族)。
用试探法选择一套指数,使其满足:(h3,k3,l3)=(h1,k1,l1)+(h2,k2,l2),也可以测量OP1与OP2之间的夹角,计算导出P1、P2的指数。
根据晶带定律得到晶带指数,也即为晶体的取向。
三、实验内容1、放入ZnO纳米棒样品,通过调节观察样品的二次电子像;2、观察Cu的断口材料,并且对析出相进行成分分析;3、标定电子衍射谱。
四、实验数据及分析1.将制备好的ZnO纳米棒样品放入样品室,由于样品的半导体性质,为了避免电荷累积,设置较低的电压5 kV ,通过控制面板实现调节放大倍数,粗、微调焦等得到ZnO表面的较清晰形貌。
如下图5 为ZnO纳米棒的较清晰形貌。
图5 ZnO纳米棒二次电子像2.实验中李老师将一Cu导线剪切一小段制成金属Cu的断口样品,观测Cu断口表面的形貌图。
大概过程如下:将样品放入样品室,设置电压为20.0kV,工作距离15,通过控制面板实现调节放大倍数,通过控制面板实现调节放大倍数,粗、微调焦等得到Cu表面的较清晰形貌。
如下图6为Cu断口表面的二次电子像。
从图中我们可以看出一些杂质的析出相,其所含的元素见下面的实验内容。
图6 Cu断口表面的二次电子像从上面的实验数据可以看出,样品铜中还含有Zn,O等杂质元素。
谱图处理:没有被忽略的峰处理选项: 所有经过分析的元素(已归一化)重复次数= 1标准样品:O SiO2 1-Jun-1999 12:00 AMCu Cu 1-Jun-1999 12:00 AMZn Zn 1-Jun-1999 12:00 AM元素重量原子百分比百分比O K 0.02 0.07Cu K 89.43 89.65Zn K 10.55 10.28总量100.003 标定电子衍射谱单晶硅的电子衍射图像见附图,从衍射图上测得:r1=1.5cm ,r2=1.5cm ,r3=2.2cm 。
实验中:L=80cm ,加速电压为100Kv ,可得电子波长λ=0.0037nm 。
单晶硅为面心立方结构,晶格常数:a=0.543nm 。
由 L rd L d r λλ=⇒= 及d =,得arL λ=代入相关数据后0.543 1.5 2.750.003780⨯==⨯, 2221118h k l ++≈ (1)0.543 1.5 2.750.003780⨯==⨯,2222228h k l ++≈ (2)0.543 2.2 4.040.003780⨯==⨯,22233316h k l ++≈ (3) 单晶硅为面心立方,对面心立方晶体,(h ,k ,l )指数为全奇或全偶。
又对于立方系有:(h3,k3,l3)=(h1,k1,l1)+(h2,k2,l2) 可得一组解为:(111,,h k l )=(2,2,0),(222,,h k l )=(2,2,0),(333,,h k l )=(4,0,0)。
标出的指数见后面附图。