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1、电子显微分析考题一、填空1、影响电穗透镜分辨本领的主要因素是像差(主要是球差)I:衍射效应(埃利班)2、随加速电压的升髙，电子的运动速度増大,波长療小3、与波谱仪相比，能谱仪的能量分辨率低.分析速度快，分析特度低。4、透T电镜的图像衬度有质厚衬度.衍射材度.相位衬度二、电子束入射固体惮品丧面会激发哪些馆号？它们有哪些伶点和用途？答：电子東入射固体样品表面会激发出俄歇电子、二次电子、晋散射电子、吸收电子、待征X射践.电子束廉生电效应.阴极荧光(1俄歇电子：入射电子与样品原子内层电子作用，释放能量激发外层某个电子脱离原子，成为具有特征能量的电子。俄秋电子产生于 试样表面几个原子层，对轻元素敏感，可
2、观测的最轻元素是Be,适用于表面层的成分分析，尤其是对轻元素：(2) 二次电子,入聖电子与外展电子发生非弹性散茫，一部分核处电子获得能量逸出试样表面，成为二次电子。二次电子能量小，一般 小于50eV,适于表扳形鋭观察：(3) 腎散射电子：入射电子与原子核发生弹性做射，能量损失小.一般大于50eV fp称为背散射电子。平均原子序数越大，产生督散射电 子越多，可用于显示试样的元素分布和形紈；(4吸收电子：入打电子发生非弹性散射次数塔多，以致电子无法逸出试样表面，在样品与地之间接电流放大器，获得电流信号，吸收 电子像衬度与二次电子和背散射邑子的总俾衬度相反，适用于显示试样元素分布和表面形鋭，尤其是试
3、样飛纹内部的微观形紈：(5) 特征XMftt入射电子与样品原子内屢电子作用，释放出冥有特征能畳的电碓辐射浪，用于咸分分析：(6) 电子电泌,高能量的入射电子进入半导体作用，产生电子空穴对，在催加电场作用下移动产生电流，获得电子東感应电压信号，用于检测半导依或完整的固体电路的导电性赍化：(7) 阴极关光：电子東感生电效应产生的电子空穴对H合释故出能量以可見光戏红外的形式释放，其信号强弱与半导体掺杂情况单值 相关，故可用于宣控半导体掺杂三、电子波有何待征?与可见光有何异同？电子浪的浪长比可见光短十万倍；轴对称丰均匀磁场能便电子波聚魚；电子的运动速度与透射电镜中阴阳极之何的加速电压有关；提裔 加速电
4、压，缩短电子波长，提高电镜分辨率；加速电压越高，对试样的穿透能力越大，可放宽对样品的减薄要求。如用更厚样品，更接近 样品实际情况。电子波长与可见光相比，相差12量级。四、电磁透钱的Hi差是怎样产生的?如何来消除和菽少像差？几何愎差：是由透镜起场几何上的缺陷所产生的。色差：是由电子的波长或能量的非单一性所引起的。1、球差即球面像差，由磁透镜中心区和边沿区对电子折射能力不同引起，离开透镜主轴较远电子比主轴附近电子折射程度更大。菽小球差可以通过减小Cs (球差系数)和a(孔径半角)来实现，用小孔径成像时，可便球差明显减小。2、象散，电磁透镜的周向磁场非族转对称引起。透镜制造将度差以及极鞍、光阑的污染
5、都能导致像粧。可以通过引入一强度和方位都均 可调节的矫正磁场进行补偿。在电镜中，这个产生矫正磁场的装置是消像散器。3、色羞是由入射电子波长或能量非单一性谨成的.稳定加速电压和透镜电流可减小色琏.五、说明形响光学显微镜和电倉透镜分辨率的关徒因素是什么?如何提离电磁透镜的分辨率？1、光学显微镜分狒串的最小跑舟与液长成正比。半波长是光学玻璃透镜可分薛本鎮的理论极限。可见光的波长在390760nm,其极限分 辨率为200nm.2、电磁透镜的分辨举主要由衍射效应和像差来决定。六、要进行斷口形紈观察，判斷斷裂原因，应选用哪种电子显徽分析仪器？用什么物理信号？同时要分析斷口上某种颗粒相的化学成分, 应如何办
6、？用哪种物理信号？请说明理由.答：遶择扫描电子旻離镜（SEM）,因为扫描电镜的景深大.用二次电子信号可以观察斷口形貌，当平均原子序数大于20时，二次电子像 其衬度完全显示祥品形貌转征，可以看见第二相或夹杂等，分析断口上某种穎妝的化学成分可以用能谱EDS或波谱VDS来检测；也可以 用EBSD背散射电子信号，两检测器信号相减可以获得形貌像，两信号相加可以获得成分缘.七、试说明TEM的基本构遗.TEM的结构主要由三大部分组成：电子光学部分；真空部分：电气部分。透肘电子显做镜和光学显微镜的光路系统，从成像原理来看， 两者是相同的：就电子光学部分而言，也可分为三个主要部分姐成.分别是照明系统.成像系统和
7、现疼记最系统。照明系统主要包括电子 枪、聚光镜；成像系统包括物镜、中间镜、投彩镜、物镜光栏以及选区衍射光栏；荧光屏、照相底片、慢扫描CCD相机、视頻摄像机八、TEM中如何实現电子显徽成像模式与电子衍射模式操作？成像操作：中间镜物平面和物镜像平面重合，荧光屏上得放大像衍射操作：中间镜物平面和物镜背焦面重合，荧光屏上得电子衍射花样九、试推导电子衍射为基本公式.根据右图：R=L*tg28又6很小，所以tg26=2sindHVL 代入布拉格方程X=2dsine=R（VL Rd=AL电子衍射的基本公式；K=AL为电子衍 射相机常数：R-K*G：衍射斑点的R矢量畏产生这一斑点的晶而组倒易矢量G的按比例放大
8、.十、透射电子显微镜图像衬度有哪些？各自的成像原理是什么？非晶样品质厚衬度、薄晶体样品的衍射衬度、相位村度1、复型和非晶物质试样的村度是质厚衬度。质厚衬度的基础是原子对电子的伙射和小孔径角成像。样品中相邻区域原子序数或厚度的不 同引起对电子吸收和在不同散射方向上分布的不同。原子序数大的或厚度大的区域不仅对入射电子吸收大，而且軼射能力强，因此被散射 的电子能通过物镜光世孔农与成像的少，被散射到光栏孔外的多，在电子像上该区域显示暗的衬度：相反原子序数小的或厚度薄的区域， 则呈现亮的衬度。2、晶体样品中各部分相对于入射电子束的方位不同或它们彼此属于不同结构的晶依，因而满足布拉格条件的程度不同，导致它
9、们产生的 衍射强度不同，利用透射東或某一衍射東成像，由此产生的衬度称为衍射衬度。分辨率不能优于15nm3、如杲除透射束外还同时让一束或多束衍射束参加成像.就会由于各東的相位干涉作用而得到晶格（或条纹）像或晶体结构（原子）像。前者 是晶体中原子面的投形，后者是晶体中原子或原子荽团电势场的二维投形.相位衬度像能提供小于1 5nm的细节。因此，这种图像称为 髙分辨像。十一、担描电子显微童主要有哪些成像村度？影响分辨率的主要因素：扫描电子束的直径、入射电子束在样品中的扩展效应。表面形鋭衬度：扫描电子显微镜像的衬度主要利用样品表面微区轻征（如形貌、原子序数或化学成分、晶体结构或位向）的差异，在电 子束作
10、用下产生不同强度的物理信号，导致阴极射线管荧光屏上不同的区域不同的亮度出现，获得具有一定衬度的图像。原子序数衬度：原子序数Z10-pA）,便得空间分辨率低。3、分析速度慢，每个分光晶体毎次只能分析一个元素。完成全谱定性分析需要15分钟以上。EDSVDS1能量分辨率130ev5-1 Oev空间分辨率1（薄膜试样为纳米级）pm3分析精度梢低高4分析速度快慢5分析灵敏度高（探测器离试祥近，信号损失小）校低（试样、晶体、探测器在一个圆周上）6操作简单较复杂7维护需通液氮不需要8对试样要求干净、可有起伏、导电、尺寸合适表面平整光滑、导电、尺寸合适9应用配在SEM上，分析断口、金相等试 样成分：配在TEM上，分析澳膜试 样成分配徂EPMA上，对组织粗大试样进行成分分析.也可配在SEM上
