日立S4800扫描电子显微镜

日立S4800扫描电子显微镜
葛泳 2012.6.29
• 一、日立S-4800的基本原理和结构 • 二、日立S-4800的操作和应用技术 • 三、日立S-4800的基本维护
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
1
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
17
1 日立S-4800的基本原理和结构
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
18
1 日立S-4800的基本原理和结构
电场力和磁场力偏转二次电子信号
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
19
S4800可侦测信号
入射电子
1 日立S-4800的基本原理和结构
22
1 日立S-4800的基本原理和结构
SE(U)
SE(U,LA0)
SE(U,LA100)
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
SE(U,HA)
23
1 日立S-4800的基本原理和结构 日立S-4800 Super EXB各种模式的信号接收量
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
6
1 日立S-4800的基本原理和结构
SE和BSE的电子能量幅度
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
7
1 日立S-4800的基本原理和结构
SE图像
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
24
• 一、日立S-4800的基本原理和结构 • 二、日立S-4800的操作和应用技术 • 三、日立S-4800的基本维护
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
25
2 日立S-4800的操作和应用技术
如何获得更高分辨率的图像？？
1．降低透镜的球像差以获得小的电子束斑尺寸 2．提高电子枪的亮度 3．提高对成像信息的接收效率 4．提高样品室的清洁真空度 5．尽量减小外界振动干扰 6．计算机控制调节图像的质量
5
BSE的激发原理
1 日立S-4800的基本原理和结构
背散射电子是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。 包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子.从数量上看，弹性背散射电子远比 非弹性背散射电子所占的份额多。背散射电子能量在数千到数万电子伏。
背散射电子的产生范围在1000 Å到1 μm深，由于背散射电子的产额 随原子序数的增加而增加，所以，利用背散射电子作为成像信号不仅能分析 形貌特征，也可用来显示原子序数衬度，定性地进行成分分析。
由于它发自试样表面层，入射电子还没有较多次散射，因此产生 二次电子的面积与入射电子的照射面积没多大区别。所以二次电子的分辨 率较高，一般可达到50-100 Å。
扫描电子显微镜的分辨率通常就是二次电子分辨率。二次电子产 额随原于序数的变化不明显，它主要取决于表面形貌。
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
15
1 日立S-4800的基本原理和结构
放大倍数的计算方式
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
16
1 日立S-4800的基本原理和结构 通过电场力和磁场力平衡入射电子束
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
高角度 BSE
SE 低角度 BSE
更低角度 BSE
样品
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
20
1 日立S-4800的基本原理和结构
SE
SE+BSE
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
21
1 日立S-4800的基本原理和结构
BSE
BSE+SE
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
2
电子显微镜的历史
1932年鲁斯卡发明创制了第一台透射电子显微镜实 验装置(TEM)。
1965 年英国剑桥仪器公司生产第一台商品扫描电镜， 之后与X射线分析系统(EDS、WDS) 结合，形成各种 不同分析型电子显微镜。
1986年，宾尼格和罗雷尔先后研制成功扫描隧道电 子显微镜(STM)和原于力电子显微镜(AFM)，使人类 的视野得到进一步的扩展。
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
26
2 日立S-4800的操作和应用技术
主要内容
2.1 样品制备的注意事项； 2.2 扫描电镜最基本的操作：调焦消像散，对中； 2.3 下列参数选择对图像的影响：加速电压，工作 距离，上下探头的选择； 2.4 荷电的产生原因及解决方法； 2.5 污染的产生原因及避免方法； 2.6日立S-4800的STEM附件 2.7 减速模式介绍。
12
扫描电镜的电子束激发源
1 日立S-4800的基本原理和结构
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
13
扫描电镜的电子束激发源
1 日立S-4800的基本原理和结构
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
14
1 日立S-4800的基本原理和结构 不同类型物镜对样品尺寸的影响
BSE图像
8
1 日立S-4800的基本原理和结构
Al合金的背散射电子图像
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
9
1 日立S-4800的基本原理和结构
日立S-4800冷场发射扫描电镜的外观
电子枪 能谱仪
离子泵 样品交换仓 轨迹球 显示单元
冷阱
控制板
样品仓
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
3
1.日立S4800的基本原理和结构
入射电子束在样品中激发出的各种信号
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
4
SE的激发原理
1 日立S-4800的基本原理和结构
二次电子（SE）是指被入射电子轰击出来的核外电子。携带有样 品的表面形貌信息,通常来自样品表面5-50 nm的区域，能量为0-50 eV。
10
1 日立S-4800的基本原理和结构
分子泵+机械泵
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
11
1 日立S-4800的基本原理和结构
扫描电镜的电子束激发源
发卡式钨灯丝 （热电子发射电子枪 ）
Copyright © 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司
冷ຫໍສະໝຸດ Baidu发射灯丝 （冷场发射电子枪）