標(biāo)準(zhǔn)復(fù)習(xí)答案打印

1、一、電子束與樣品作用一、電子束與樣品作用1為什么電子顯微分析方法在材料研究中非常有用？為什么電子顯微分析方法在材料研究中非常有用？電子顯微分析是利用聚焦電子束與試樣物質(zhì)相互作用產(chǎn)生各種物理信號(hào)，分析試樣物質(zhì)的微區(qū)形貌、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。與其他的形貌、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析方法相比，具有以下特點(diǎn)：1）具有在極高放大倍率下直接觀察試樣的形貌、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。2）為一種微區(qū)分析方法，具有很高的分辨率達(dá)到0.2—0.3nm(TEM)，可直接分辨原

2、子，能進(jìn)行納米尺度的晶體結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成分析。3）各種儀器日益向多功能、綜合性方向發(fā)展。電子顯微鏡用于電子作光源，波長(zhǎng)很短，且用電磁透鏡聚焦，顯著提高了分辨率，比光學(xué)顯微鏡提高了1000倍，可以對(duì)很小范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行電子像、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分分析研究；樣品不必復(fù)制，直接進(jìn)行觀察，可以觀察試樣表面形貌，試樣內(nèi)部的組織與成分。綜上所訴，所以電子顯微分析方法在材料研究中非常有用。（莊嚴(yán)）另一個(gè)較好的答案：答：因?yàn)殡娮语@微分析能夠1）觀察材料的表

3、面形貌；2）可以用來研究樣品的晶體結(jié)構(gòu)和晶體取向分布；3）可以進(jìn)行能固體能譜分析。以上三個(gè)方面對(duì)于研究材料的性能與微觀組織和成分的關(guān)系有很大的幫助。（李穎，簡(jiǎn)明扼要，有自己的理解）另一個(gè)較好的答案：電子顯微分析技術(shù)采用電子束代替?zhèn)鹘y(tǒng)的可見作為光源，其波長(zhǎng)很小，因此相對(duì)于可見光，它的分辨率更高，可以觀察更微小的物質(zhì)，便于分析；同時(shí)SEM對(duì)于容易制樣，同時(shí)也可以在不損壞樣品的情況下觀測(cè)和分析樣品的形貌，配合能譜儀等探針還可以對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行

4、分析，因此在材料研究中非常有用。2.電子與樣品作用產(chǎn)生的信號(hào)是如何被利用的？掃描電鏡利用了那幾個(gè)信號(hào)？電子與樣品作用產(chǎn)生的信號(hào)是如何被利用的？掃描電鏡利用了那幾個(gè)信號(hào)？高能電子束與試樣物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生各種信號(hào)，這些信號(hào)被相應(yīng)的接收器接收，經(jīng)過放大器和處理后，可以獲得樣品成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的豐富信息。背散射電子和二次電子主要應(yīng)用于掃描電鏡；透射電子用于透射電鏡；特征X射線可應(yīng)用于能譜儀，電子探針等；俄歇電子可應(yīng)用于俄歇電子能譜儀。吸收電子也

5、可應(yīng)用于掃描電鏡，形成吸收電子像。線是從試樣的0.55微米的深處激發(fā)出來。因此熒光X射線的擴(kuò)展體積最大，被散電子的其次，二次電子的擴(kuò)展體積最小。（崔琦）5.在鋁合金中距離樣品表面在鋁合金中距離樣品表面0.5um的亞表層有一塊富銅相。是否可以用二次電子或者背的亞表層有一塊富銅相。是否可以用二次電子或者背散電子看到它？請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋原因散電子看到它？請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋原因。答：可以用背散電子看到。原因：二次電子為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于二次電子能量比較低（小于

6、50eV），在固體樣品中的平均自由程只有110nm，只有在表層550nm的深度范圍內(nèi)二次電子才能逸出樣品表面。背散射電子作為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于背散射電子能量比較高，逃逸深度比二次電子大得多，可以從樣品中較深的區(qū)域逸出（約為有效作用深度的30%左右）。具體說來，根據(jù)課件中提供的資料，鋁樣品中背散電子的逃逸深度是0.35RKO，而在10kV20kV30kV加速電壓下的RKO分別為1.3，4.2，8.2um，所以對(duì)應(yīng)背散電子的逃逸深度是0.46

7、，1.47，2.87um，在大于20kV的電壓下接收到表層0.5um的信號(hào)，即可以看到。二、二次電子與背散電子二、二次電子與背散電子1.1.解釋掃描電鏡放大倍率的控制方法。解釋掃描電鏡放大倍率的控制方法。答：當(dāng)入射電子束作光柵掃描時(shí)，若電子束在樣品表面掃描的幅度為As，在熒光屏上陰極射線同步掃描的幅度為Ac，則掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)為：M＝AcAs，掃描電子顯微鏡的熒光屏尺寸是固定不變的，放大倍率的變化是通過改變電子束在試樣表面的掃描

8、幅度AS來實(shí)現(xiàn)的。（這一題同學(xué)給出的答案都沒有錯(cuò)，題目的本意是提醒同學(xué)在掃描電鏡中，放大倍數(shù)不是電磁透鏡的放大作用）2采集二次電子信號(hào)的探頭在樣品的什么位置，何能有效收集二次電子？采集二次電子信號(hào)的探頭在樣品的什么位置，何能有效收集二次電子？二次電子是掃描電鏡中的重要信號(hào)，是從樣品表面返回的信號(hào)，因此其探頭安裝在樣品的斜上方。二次電子是由一次電子激發(fā)的樣品價(jià)帶電子，能量很低，小于50eV，因此需要在探測(cè)器上加一個(gè)幾百伏的正電壓來吸引二次

9、點(diǎn)子進(jìn)入探測(cè)器。而此電壓下另一個(gè)信號(hào)背散電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)受到大的干擾。3.背散電子的背散電子的探頭為什么總是位于樣品的正上方探頭為什么總是位于樣品的正上方？答：由公式：η(Φ)=ηnCosθ其中η(Φ)為空間強(qiáng)度分布，ηn為背散射電子數(shù)目，可見當(dāng)電子束沿法線入射時(shí)，作用深度大，在正上方的信號(hào)采集效率是最大的，另外在樣品正上方的背散射電子空間分辨率大，所以探頭總是位于樣品的正上方。4.要用掃描電鏡觀察不導(dǎo)電樣品，可以采取哪些措施避免放電