关于扫描电镜及能谱培训讲座第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜室基础培训1设备的构造和工作原理2操作流程简介3安全注意事项第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日设备的构造和原理设备的结构工作原理通过几个名词来理解SEM和EDS工作的原理如何解读SEM和EDS的检测结果第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日SEM的诞生背景波粒二象性电磁波的普遍存在D=(0.61λ)/N.A.光路可变前提透射电镜电视机的发展扫描电镜第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日1923年，法国科学家LouisdeBroglie发现，波粒二象性。1926年，德国物理学家H·Busch提出了关于电子在磁场中的运动理论。1932年，结合上述两方面的理论，德国柏林工科大学高压实验室的M.Knoll和E.Ruska研制成功了第1台实验室电子显微镜，1933年，E.Ruska用电镜获得了金箔和纤维的1万倍的放大像。1937年，柏林工业大学的Klaus和Mill继承了Ruska的工作，拍出了第1张细菌和胶体的照片，获得了25nm的分辨率。1939年，E.Ruska在德国的Siemens公同制成了分辨率优于10nm的第1台商品电镜，而荣获1986年诺贝尔物理学奖。1944年Philip公司设计了150kV的透射电镜，并首次引入中间镜。1947年法国设计出400kV的高压电镜。60年代初，法国制造出1500kV的超高压电镜。1970年法国、日本又分别制成3000kV的超高压电镜。扫描电镜作为商品出现则较晚，早在1935年，Kn-oll在设计透射电镜的同时，就提出了扫描电镜的原理及设计思想。1940年英国剑桥大学首次试制成功扫描电镜。1965年英国剑桥科学仪器有限公司开始生产商品扫描电镜。80年代后扫描电镜的制造技术和成像性能提高很快，目前高分辨型扫描电镜（如日立公司的S-5000型）使用冷场发射电子枪，分辨率已达0.6nm，放大率达80万倍。SEM历史第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日设备的结构光学系统扫描系统信号收集系统图像显示和记录系统真空系统和电源系统第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜结构示意图第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日光学系统能谱仪波谱仪样品室分析器第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日极靴背散射信号探测器能谱探头二次电子信号探测器最高点第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日图像摇摆调节杆光栅调节第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日工作原理成像原理能谱原理第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日成像原理工作原理图信号的强弱表征衬度第12页，共39页，星期日，2025年，2月5日第13页，共39页，星期日，2025年，2月5日对比光学显微镜的工作原理第14页，共39页，星期日，2025年，2月5日你好信号强弱决定衬度同步扫描显示结果第15页，共39页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜能干什么？第16页，共39页，星期日，2025年，2月5日能谱原理特征X射线能级图O原子核KL电子第17页，共39页，星期日，2025年，2月5日第18页，共39页，星期日，2025年，2月5日能谱原理特征X射线能级图不同元素X-ray能量不同不同电子（层）空位能量不同不同弥补电子能量不同一一对应确定元素相对强度确定含量第19页，共39页，星期日，2025年，2月5日两个有用的名词交互作用区过压比第20页，共39页，星期日，2025年，2月5日交互作用区第21页，共39页，星期日，2025年，2月5日能告诉我们什么？分辨率。二次电子像和背散射电子像的区别。能谱的微区成分的微区有多大？第22页，共39页，星期日，2025年，2月5日不同加速电压轰击样品铁块后的电子飞行轨迹模拟5kV直径0.25u深度0.20u15kV直径1.0u深度0.8u25kV直径1.6u深度1.5u加速电压第23页，共39页，星期日，2025年，2月5日20kV加速电压轰击不同样品后的电子飞行轨迹模拟碳C6直径2.4u深度3.5u铁Fe26直径1.4u深度1.3u银Ag47直径1.1u深度1.0u原子序数第24页，共39页，星期日，2025年，2月5日20kV电压轰击不同倾斜铁块后的电子飞行轨迹模拟0o水平直径1.4u深度1.3u30o倾斜直径1.2u深度1.0u70o倾斜直径0.6u深度0