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SEM扫描电镜题库

发布时间：2023-04-08 10:23:10 稿源：创意岭阅读： 96

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于SEM扫描电镜题库的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

1、请问SEM扫描电镜中钨灯丝与场发射的同与异,及各自的优点和缺点.
2、sem扫描电镜是测什么的
3、请教大家一个有关扫描电镜的问题，谢谢啊！
4、如何利用SEM扫描电镜法分析玻纤增强尼龙这种复合材料的玻璃纤维增强效果？

SEM扫描电镜题库

一、请问SEM扫描电镜中钨灯丝与场发射的同与异,及各自的优点和缺点.

相同：都是电子枪即发射电子的装置,都有阴极和阳极,阴极都是点源发射,阴极和阳极之间有直流高压电场存在,高压一般可调,用于控制电子的发射速度（能量）,电子枪发射的电流强度很小,微安级别和纳安级别,为防止气体电离造成的大电流击穿高压电源,都需要高真空环境.电子枪阴极都属于耗材系列.

差异和优劣:

1、点源直径不同及优劣：

钨灯丝电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝制成V形（发叉式钨丝阴极）,使用V形的尖端作为点发射源,曲率半径大约为0.1mm；场发射电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝,经过腐蚀制成针状的尖阴极,一般曲率半径在100nm~1μm之间.由于制作工艺上的差异,造价不同,发叉式钨丝阴极便宜,场发射阴极很贵.

2、发射机制不同和优劣

钨灯丝属于热发射,在灯丝电极加直流电压,钨丝发热,使用温度一般在2600K~2800K之间,钨丝有很高的电子发射效率,温度越高电流密度越大,理想情况下的的电子枪亮度越高.由于材料的蒸发速度随温度升高而急剧上升,因此钨灯丝的寿命比较短,一般在50~200小时之间,这个和设定的灯丝温度有关.由于电子发射温度高,发射的电子能量分散度大,一般2ev,电子枪引起的色差会比较大.

场发射电子枪主要的发射机制不是靠加热阴极,而是在尖阴极表面增加强电场,从而降低阴极材料的表面势垒,并且可以使得表面势垒宽度变窄到纳米尺度,从而出现量子隧道效应,在常温甚至在低温下,大量低能电子通过隧道发射到真空中,由于阴极材料温度低,一般材料不会损失,因此寿命很长,可使用上万小时.

3、电子枪控制方式和电子源直径不同和优劣性.

钨灯丝是三极自给偏压控制,具有偏压负反馈电路,因此发射电流稳定度高；由于阴极发射点源面积大,因此电子源尺寸也比较大,50~100μm,发射可达几十~150μA,但电子枪的亮度低,因此当电子束斑聚焦到几个纳米的时候,总的探针电流很小,信噪比太低是限制图像分辨率的根本因素,当前最佳钨灯丝扫描电镜最佳分辨率3.0nm.

场发射电子枪没有偏压负反馈电路,外界电源的稳定度是决定因素,发射电流稳定度相比要低一些；由于尖阴极发射电源面积很小100nm左右,没有明显的电子源,因此使用虚电子源作为电子光学系统设计的初始物而存在,电子虚源直径一般在2~20nm,电子枪亮度相比钨灯丝提高上千倍.当束斑尺寸缩小到1nm以下时依然具有足够强的探针电流来获得足够的成像信号,因此分辨率高,当前最佳的场发射扫描电镜分辨率实现了亚纳米级别.

4、系统真空度不同及优劣

钨灯丝扫描电镜使用一般的高真空,两级真空泵系统获得0.001pa的真空度即可满足,因此造价低.

场发射扫描电镜使用超高真空,需要三级真空泵必须获得0.0000001Pa以上的真空度才可以稳定工作.原因在于电子枪尖阴极不耐较低的真空中被电离的离子轰击,否则枪尖很容易被扫平而失效,这时候的性能还不如钨灯丝,其次电子枪阴极尖端在较低的真空下,吸附的气体分子会急剧加大阴极材料的表面势垒,造成电子枪发射不稳,亮度降低,所以必须使用超高真空一般是10的-8次方.超高真空系统的造价明显比钨灯丝高很多.超高真空的洁净度要好于钨灯丝的一般高真空,因此很长时间,也就是在灯丝寿命内,系统可以免清洗和维护.钨灯丝扫描电镜相对维护周期要短一些.

5、钨灯丝和场发射是具有明显档次差异的,这也从价格上明确反映.钨灯丝扫描电镜十几万,场发射几十万,都是美元.国内目前只能制造最低档次的钨灯丝扫描电镜.

以上定性表达,具体数据还望查阅有关资料

二、sem扫描电镜是测什么的

SEM描电镜主要应用于微观形貌、颗粒尺寸、微区组成、元素分布、元素价态和化学键、晶体结构、相组成、结构缺陷、晶界结构和组成等。SEM一般通过搭配能谱仪EDS使用,可利用EDS进行元素成分定性、定量分析。用来观测芯片内部层次和测量各层厚度、观测并拍摄局部异常照片和测量异常尺寸、测量芯片关键尺寸线宽和孔径、定性和定量分析异常污染物的化学元素组成。

三、请教大家一个有关扫描电镜的问题，谢谢啊！

1影响分辨率的三大因素:电子束束斑大小,检测信号类型,检测部位原子序数

2 ①二次电子和俄歇电子因其本身能量较低,平均自由程很短只能在样品的浅层表面内逸出.一般情况下,俄歇电子的激发表层深度;0.5～2nm,激发二次电子的层深:5-10 nm.在这个浅层范围,入射电子不发生横向扩展,因此,二次电子和俄歇电子只能在与束斑直径相当的圆柱体内被激发出来,因为束斑直径就是一个成象检测单元的大小,所以它们的分辨率就相当于束斑直径.因为二次电子和俄歇电子信号的分辨率最高,因此,SEM的分辨率是指二次电子像的分辨率.

②背射电子从样品较深的部位处弹射出表面,横向扩展后的作用体积大小就是背射电子的成像单元,其分辨率大为降低.

③X射线在更深,更为扩展后的体积内激发,其分辨率比背射电子更低.

四、如何利用SEM扫描电镜法分析玻纤增强尼龙这种复合材料的玻璃纤维增强效果？

扫描电镜主要是测试表征形貌的，只能看到形貌变化

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