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离子溅射有在10Pa左右的真空中利用辉光放电溅射金的双极溅射和利用离子束溅射金属靶的离子束溅射两种,通常使用双极溅射。 图46是使用前者方法的离子溅射镀膜装置的示意图。 在低真空中,溅射的金属原子与残留气体分子碰撞后向四方散射并附着在试料表面,因此能够形成厚度比较均匀的薄膜。 二次电子对原子序数的变化不敏感,均匀性材料的电位差不大,因此对于二次电子一般只考虑表面形貌的对比度。
不足之处: SEM图像分辨率约为10,x射线能谱仪分析的最小区域约为1 m,如果样品分析地点小于1 m,SEM无法对其进行分析,且在许多高科技材料的制作过程中需要精确到原子层厚度。 由于在样品上方检测到的背散射电子来自远大于二次电子的区域,分辨率较低,一般在500-2000nm左右。
通常,为了促进二次电子的收集,只要向金属网施加250V-500V的电压,并施加相应的负电压( 50V ),就可以阻止二次电子的进入。 一般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。 影响二次电子图像对比度的因素很多,有表面凹凸引起的形貌对比度(质量对比度)、原子序数不同引起的成分对比度、电位差引起的电压对比度。
透射型电子显微镜正式上市(西门子公司,50KV~100KV,分辨率20~30 )。 但是,由于背散射电子的强度与原子质量直接相关(图7 ),背散射电子可以用来区分不同的元素。 成分对比度成分对比度也是原子编号对比度,反射电子图像具有良好的成分对比度。 图21边缘效应的例子(样品:钢铁坑加速电压25kV )图22入射电子的扩散和边缘效应加速电压的影响当加速电压变化时,入射电子的贯通深度也变化。
反射电子像称度反射电子信号既可以用于显示形态对比度,也可以用于显示成分对比度。 吸收电子、x射线、阴极荧光、束感应电导或电位等作为调制信号的其他操作方式,由于这些信号都来自电子束散射区,因此得到的扫描图像分辨率比较低,一般在1000nm或10000nm以上。 扫描电镜通常有三个聚光透镜,前两个透镜是用于缩小电子束光点尺寸的强力透镜。
x射线探测器检测原子内层电子激发后,能级跃迁过程中电磁波的辐射,为元素分析提供数据。 用称为电子探针的细电子束照射试料后,从试料的表面激发二次电子,电子探针进行二维扫描时,通过检测二次电子并形成图像,可以观察试料的表面形貌。
该检测器经常利用TTL(through二次电子检测器结构图像的显示和二次电子检测器输出信号的记录增益传输至显示系统,由于显示系统上的扫描与电子探针的扫描同步,显示系统的画面根据二次电子的数量显示亮度变化,形成SEM图像。
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