蔡司场发射扫描电镜操作培训共63页文档
扫描电镜培训资料PPT课件
tgc Mtgc
d0临界分辨本领，c 电子束的入射角
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7. 样品制备
• 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金银或 碳膜做导电层，膜厚控制在20nm左右。
现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1纳米左右。 • 有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调； • 有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平
表面的细微结构 • 试样制备简单。 • 配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成
分分析。
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Optical Microscope VS SEM
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第三章 扫描电子显微镜
1. 扫描电镜的优点 2. 电子束与固体样品作用时产生的信号 3. 扫描电镜的工作原理 4. 扫描电镜的构造 5. 扫描电镜衬度像
二次电子像 背散射电子像 6. 扫描电镜的主要性能 7. 样品制备 8. 应用举例
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1. 扫描电镜的优点 • 高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射电子枪的应用得到普及，
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8.3 在微电子工业方面的应用
（a）芯片导线的表面形貌图， （b）CCD相机的光电二极管剖面图。
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本章重点
电子束与固体样品作用时产生的信号 扫描电镜的工作原理 扫描电镜衬度像（ 二次电子像、背散射电子像
扫描电镜第二期理论知识培训
扫描线圈作用
入射电子束 入射电子束
使电子束偏转，并在样品表面作有规则的
扫动。
扫描方式
光栅扫描 （相貌分析）
角光栅扫描（电子通道花样分析）
物镜
11/7/2019
光栅扫描 角光栅扫描
样品室 Sample chamber
主要功能： 放置样品 安置信号探测器
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信号的收集和图象显示系统
功能：把电子枪 的束斑逐级聚焦 缩小，使原来直 径约为50 m束 斑缩小成一个只 有数纳米的细小 斑点。
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三个聚光镜
两个强磁透镜 缩小电子束光斑
一个弱磁透镜（物镜） 具有较长的焦距
照射在样品上的电子束直径越小，成像单元尺寸越小， 分辨率越高。
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扫描线圈 Scanning coils
②图像畸形。 由于静电场作用使电子束被不规则地偏转，结果造成图 像畸变或出现阶段差。
③图像漂移。 由于静电场作用使电子束不规则偏移引起图像的漂移。
④亮点与亮线。 带电样品常常发生不规则放电，结果图像中出现不规 则的亮点和亮线。
11/7/2019
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• 通过长期、大量的实验，我们发现减少荷电效应的方法：
特征X射线 背散射电子 阴极荧光
高能电子束
↓ ↓ ↓
二次电子
二次电子探头
~10nm (二次电子激发深度)
样品电流
散射电子
透射电子
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电子束感生电流
信号收集及显示系统
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SEM中的三种主要信号
• 二次电子：二次电子一般都在表层5-10nm深度范围内发射出来，它对 样品的表面形貌十分敏感，因此能非常有效的显示样品表面形貌。
蔡司场发射扫描电镜操作培训课件
工作原理简介
电子枪发射电子，经 过加速和聚焦形成电 子束。
信号被探测器接收并 转换为电信号，经过 处理后形成图像。
电子束在磁场作用下 扫描样品表面，与样 品相互作用产生各种 信号。
设备的主要组件和功能
聚光镜
将电子束聚焦并调 整光束大小。
探测器
接收样品产生的信 号，并将其转换为 电信号。
电子枪
发射电子，是电镜 的照明源。
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目录
• 设备介绍 • 操作流程 • 高级操作与优化 • 应用与案例展示 • 安全注意事项
01 设备介绍
设备概述
01
蔡司场发射扫描电镜是一种高分 辨率、高放大倍率的电子显微镜 ，用于观察和分析材料表面的微 观结构和形貌。
02
它采用电子作为照明源，通过电 子束扫描样品表面，将产生的信 号收集并处理成图像。
紧急情况处理
如遇电镜异常或故障，应立即切断电 源，保持现场，并及时联系专业维修 人员。
若发生触电或火灾等紧急情况，应迅 速切断电源，使用灭火器扑灭火灾， 同时拨打紧急电话求救。
安全培训与教育
操作人员应接受专业培训，熟悉电镜的基本原理、操作流程 及安全注意事项。
定期对操作人员进行安全教育培训，提高安全意识，确保操 作过程的安全性。
陶瓷与玻璃材料探索
研究陶瓷和玻璃材料的微观结构，如气孔率、晶相组成和显微组织 。
表面科学探索
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
表面形貌分析
利用场发射扫描电镜观察 材料表面的形貌和粗糙度 ，分析表面的物理和化学 性质。
表面元素组成分析
结合能谱仪等附件，对材 料表面元素进行定性和定 量分析，了解表面化学组 成。
S-4800场发射扫描电子显微镜培训材料
Hitach（日立）S-4800型扫描电子显微镜培训材料一、注意事项：1、严禁没有操作资格的人员操作电镜；2、操作人员要严格按照操作规程进行操作，在仪器产生异常时要及时报告所有事实；3、样品制备严格按照要求进行，特别是磁性样品；4、严禁在实验室吃东西，保持实验室清洁卫生；5、不允许在实验室内使用水槽；6、禁止在实验室内使用产生大量粉尘的物质；7、不得在实验室内大声喧哗、扰乱正常工作；8、注意实验室内湿度应该在60%以下，注意下水管漏水情况。
培训加考核共6个半天。
必须按时到场，认真学习，不允许半途离开。
培训考核结束之后，每人进行操作的前两次必须有熟练人员陪同，并要求陪同人员在使用登记表上签字。
电镜操作的第一前提是要保证人身安全，第二前提是保证仪器设备安全。
第一次培训内容：熟悉S-4800的开机、进样、取样、关机等主要步骤。
1、介绍冷热场发射的扫描电镜（附件一及附件二）。
冷场发射电镜特点，灯丝不加热，引出电场，束流小，能量分散小，但需要高真空，有气体分子吸附。
扫描电镜的基本原理。
2、介绍S-4800及能谱的组成部分、电源控制。
3、先打开循环水开关，再打开主机Display开关。
4、检查离子泵IP1、IP2、IP3的数据并记录。
5、进入控制主机桌面，双击图标进入S-4800的控制软件。
6、每天开始工作前做Flashing 2一次，加电压，观察vext数值（例如3.8KV），如果跟上一次做完flashing之后的数值（例如3.7KV）差别小于0.2KV，则记录此值。
如果与上次相比差别大于0.2KV（例如本次做完flashing后vext数值为4.0KV），则需再做一次flashing2，差值应该减小到0.2KV以内，记录此vext数值。
7、检查样品高度，样品台粘好样后，一定要用气枪把未粘牢的样品吹掉，并确定被测样品的最高处在标准范围内，不能超出标准高度，也不能低太多；8、如何进样：（1）按交换舱上的AIR（放气）按钮，向交换舱充气，听到“嘀——”的声音，可以打开交换舱。
蔡司sigma300扫描电镜操作步骤及实例
界面-操作软件简介
选择图像储存的 分辨率 扫描速度
图像的冻结是以 手动形式还是扫 描完整幅图片后 自动冻结
积分次数或平均 次数
SEM control: Scan界面
选择图像噪点去 除的六种方式： 帧平均、帧积分、 线平均、线积分、 像素平均、连续 平均
界面-操作软件简介
SEM control: Stage界面
线扫描元素质量分数变化曲线
功能-面扫描(EDS)
喷涂环氧富锌漆的金属表面
单种元素面分布色图
功能-电子背散射衍射（EBSD）
简介
EBSD技术主要应用 于晶体学取向、再结 晶形核与长大机制、 织构、相变及其位向 关系、界面结构特征、 晶体缺陷密度、绝热 剪切带内部的取向及 织构等。
02
基本流程与界面
基于Windows7SmartSEM操作系统
SIGMA300/VP扫描电子显微镜/实验楼4层
工作原理和特点
01
02
表（界）面形貌 分析；
分辨率高，可达 纳米级；
03
放大倍数可连续 调节放大，十几 倍到几十万倍；
04
三维立体效果 好，扫描电镜 图像景深大；
05
样品制备简单。 导电样品只要尺 寸大小合适，可 直接观察；
流程-控制台
样品台上下高度调整、
左右倾斜角度调整
X、Y方向像散
亮度、对比度
样品台前后 左右平移、 自转
放大倍数调节
聚焦
流程-图片保存方法
注意
调整好噪点参数， 使图像平滑清晰。 鼠标移动到图片上， 点击鼠标右键，选 择 “send to” ， 然后选择需要保存 的图片格式。
流程-图片保存方法
选中需要保存的图 片格式后，跳出左 边对话框 选择你要保存的目 录
蔡司场发射扫描电镜操作培训
后，屏幕上出现一个十字
座标。拖动十字座标到感
兴趣点，点击鼠标左键。
感兴趣点将自动移到屏幕
中心。
操作软件简介
样品台导航器: 显
示样品座的位置和
一些参数。请注意:
这只代表样品座的
位置。不是样品的
位置。
操作电镜的基本流程
• 将样品放入样品室, 抽真空（抽真空时手推紧一下仓门）
。真空度达到5.00e-005mbar以下时, 可打开设定的高压, 取
操作电镜的基本流程
样品台控制器:
当1号操纵杆上下移动，控制样品台上下移动。
当1号操纵杆左右移动，控制样品台左右倾斜。
当2号操纵杆上下左右移动，控制样品台前后左
右移动。
当旋拧2号操纵杆，控制样品台顺时或逆时旋转
。
操作电镜的基本流程
图片保存: 当图片冻结后，鼠标移动到图片上，点击鼠标右键后， 选择Send
• SEM Control: Scan 面板
选择图像存储的
分辨率
扫描速度
图像的冻结是以手动
形式还是扫完整幅图
片后
积分次数或者是
平均次数
图像噪音去除的六种方
式选择: 帧平均，帧积
分，线平均，线积分，
像素平均，连续平均。
操作软件简介
• SEM Control: Stage界面
样品台目前所在的位
置
激活此处: 样品台泄真空时
循环机给机器降温散
热量很大, 所以隔间门
要打开, 不得关闭, 尤
其在夏天, 否则水循环
机负荷太大会损坏。
操作软件简介说明
• Smart软件的启动
• 双击桌面上的快捷键 或者在开始菜单中
扫描电镜(培训资料)
第三章 扫描电子显微镜
1. 扫描电镜的优点 2. 电子束与固体样品作用时产生的信号 3. 扫描电镜的工作原理 4. 扫描电镜的构造 5. 扫描电镜衬度像 二次电子像 背散射电子像 6. 扫描电镜的主要性能 7. 样品制备 8. 应用举例
1. 扫描电镜的优点
高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射电子 枪的应用得到普及，现代先进的扫描电镜的分辨率已 经达到1纳米左右。 有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调； 有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观 察各种试样凹凸不平表面的细微结构 试样制备简单。 配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织 性貌的观察和微区成分分析。
背散射电子探头采集的成分像（a）和形貌像（b）
6. 扫描电子显微镜的主要性能
分辨率 景深
6.1分辨率
对微区成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对 成像而言，它是指能分辨两点之间的最小距离。 入射电子束束斑直径 入射电子束在样品中的扩展效应
成像方式及所用的调制信号 二次电子像的分辨率约为5-10nm，背反射电子像的分 辨率约为50-200nm。X射线的深度和广度都远较背反 射电子的发射范围大，所以X射线图像的分辨率远低 于二次电子像和背反射电子像。
二次电子像
（a）陶瓷烧结体的表面图像（b）多孔硅的剖面图
5.2 背散射电子像
背散射电子既可以用来显示形貌衬度，也可以用来显示成分衬度。 1. 形貌衬度 用背反射信号进行形貌分析时，其分辨率元比二次电子低。 因为背反射电子时来自一个较大的作用体积。此外，背反射电子能 量较高，它们以直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表 面，因检测器无法收集到背反射电子，而掩盖了许多有用的细节。 2. 成分衬度 ln z 1 背散射电子发射系数可表示为 6 4 样品中重元素区域在图像上是亮区，而轻元素在图像上是暗区。利 用原子序数造成的衬度变化可以对各种合金进行定性分析。 背反射电子信号强度要比二次电子低的多，所以粗糙表面的原子序 数衬度往往被形貌衬度所掩盖。
(word完整版)Zeiss Supra55扫描电镜操作使用
Zeiss Supra55(VP）扫描电子显微镜简明操作指南一、开机说明冷启动步骤1、启动UPS打开墙上空气开关,确认UPS后面电池开关打开,按前面面板上On键至两个绿灯亮。
2、启动循环水冷机。
按On键，确认水泵1和制冷指示灯亮。
检查出水口压力在2～3bar.出水口压力可由压力表下方阀门调节。
若有报警，检查水位,按Res键。
3、启动空气压缩机。
确认空气压缩机上启动阀门上开关为“I"状态。
检查输出气压为5~6bar。
4、确认主机后两个电源开关状态为On.此时,主机前面板上红灯亮.5、按下黄键。
说明：前级真空泵进入工作状态，分子泵、潘宁计和离子泵自动顺序启动。
6、按下绿键。
按下绿键后，电脑会自动启动,输入计算机密码:7、启动SmartSEM软件。
用户名： system 密码：8、检查真空值,等待真空就绪.注意:当System Vacuum<2×10-5mBar时，会自动打开CIV阀门(column isolation valve），并启动离子泵。
当Gun Vacuum=〈5×10-9mBar时，可启动灯丝。
若长期停机,需做烘烤。
9、开启灯丝.10、开TV,检查样品台。
11、装样品(见第二部分）。
12、加高压（EHT）.13、观察样品。
待机状态1、关闭高压（EHT）.2、关闭SmartSEM软件。
注意：分两步，先关用户界面User Interface，后关后台程序EM Server。
3、关Windows。
4、必要时，关能谱、EBSD。
5、按下黄键此时，电子光学系统、样品台及检测系统电源关闭。
电镜真空系统和灯丝继续工作.待机状态启动1、按下绿键。
按下绿键后，电脑会自动启动，输入计算机密码：2、启动SmartSEM软件.用户名:system 密码：3、检查真空值.4、换样或加高压观察样品。
关机步骤1、关高压(EHT)和灯丝。
2、关SmartSEM软件。
注意:分两步，先关用户界面User Interface，后关后台程序EM Server。