第30页，共62页，星期日，2025年，2月5日cdabPt/HBeta的TEM图第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日纳米棒纳米管第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日扫描电子显微镜ScanningElectronMicroscopySEM获得试样放大成象的过程不同于光学显微镜和TEMSEM成象过程是：首先镜体内聚焦扫描入射电子束，从试样激发各种信号，进检测，放大后，最终在位于镜体外的显象管荧光屏上形成一副反映试样表面形貌、组成及其他物化性能的扫描图像。第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日电子与物质的相互作用第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日高能电子束轰击样品表面时有复杂的作用过程，产生各种有用的信息，主要有：二次电子：从距表面100埃左右深度范围内激发出来的低能电子.用于扫描电镜背散射电子：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。透射电子：穿过样品的入射电子,用于透射电镜的成像和衍射，能量近似入射电子能量非弹性散射电子,电子在穿过样品是损失了部分能量,用于电子能量损失谱,提供成分和化学信息第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日弹性散射电子:在晶体材料中,电子按布拉格定律,被具有不同取向和面间距的周期排列原子屏幕散射到不同角度,产生电子衍射图,提供晶体结构信息.X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时从样品的原子内部发射出来的具有一定能量的光子，发射深度0.5~5μm.不同原子被激发的X射线是特征的,其谱线波长和强度可用于电子照射区域的化学成分的定性和定量分析俄歇电子：从距表面几个埃到几十个埃左右深度范围内发射的具有特征能量的二次电子以上不同的信息，反映样品不同的物理和化学性质任何一种信息，SEM均可将其收集成象第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日二次电子象：形貌扫描透射电子象：观察厚样品形貌X射线显微分析：入射电子束激发样品时，其中的不同元素受激发射特征X射线，其波长与原子序数有关，可见只要测得波长或X射线光电子能量，便可确定原子序数，从而确定所含元素。相应的仪器分别称为X射线光谱仪或X射线能谱仪第37页，共62页，星期日，2025年，2月5日(a)能谱曲线；(b)波谱曲线第38页，共62页，星期日，2025年，2月5日EDS和WDS性能比较第39页，共62页，星期日，2025年，2月5日电子枪会聚镜扫描线圈物镜光电倍增器样品第40页，共62页，星期日，2025年，2月5日?扫描电镜主要用二次电子观察形貌，在扫描电镜中，电子枪发射出来的电子束，经三个电磁透镜聚焦后，成直径为几个纳米的电子束。末级透镜上部的扫描线圈能使电子束在试样表面上做光栅状扫描。试样在电子束作用下，激发出各种信号，信号的强度取决于试样表面的形貌、受激区域的成分和晶体取向。设在试样附近的探测器把激发出的电子信号接受下来，经信号处理放大系统后，输送到显象管栅极以调制显象管的亮度。由于显象管中的电子束和镜筒中的电子束是同步扫描的，显象管上各点的亮度是由试样上各点激发出的电子信号强度来调制的，即由试样表面上任一点所收集来的信号强度与显象管屏上相应点亮度之间是一一对应的。因此，试样各点状态不同，显象管各点相应的亮度也必不同，由此得到的象一定是试样状态的反映。第41页，共62页，星期日，2025年，2月5日放置在试样斜上方的波谱仪和能谱仪是用来收集X射线，借以实现X射线微区成分分析的。值得强调的是，入射电子束在试样表面上是逐点扫描的，象是逐点记录的，因此试样各点所激发出来的各种信号都可选录出来，并可同时在相邻的几个显象管上显示出来，这给试样综合分析带来极大的方便第42页，共62页，星期日，2025年，2月5日SEM构造：镜筒：电子枪＋透镜系统＋样品室探测记录系统：探测器＋视频放大器＋显象管真空系统电气部分第43页，共62页，星期日，2025年，2月5日第44页，共62页，星期日，2025年，2月5日第1页，共62页，星期日，2025年，2月5日光学显微镜的局限性1000倍显微镜最小分辨距离计算公式d=0.6λ/N其中d:最小分辨距离,λ:所用照明光的波长N:透镜的数值孔径(透镜直径除以二倍的焦距长度)可见光的波长有限，因此光学显