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材料测试技术复习题 电子束入射固体样品表面会激发那些信号？它们有那些特点和用途? （1）背射电子：被固体原子核反弹回来的部分入社电子，弹性背散射：散射角大于90°，能量无变化；非弹背散射：入射电子和核外电子撞击产生，能量方向都变化，原子序数衬度，形貌衬度，定性成分分析。 （2）二次电子：被入射电子轰出来的核外电子，表面形貌敏感衬度，分辨率高（扫描电镜分辨率），发自试样表层二次电子与入射电子面积无区别，无原子序数衬度。 （3）吸收电子：入射电子进入样品后经过多次非弹性散射能量消失殆尽最后被样品吸收(无透射)，与背散射电子衬度互补，反应原子序数定性微曲成分。 （4）投射电子：样品厚度小于入射电子有效穿透度，穿过薄试样成，样品下方检测到的透射电子信号中除了有能量与入射电子相当的弹射，还有能量损失非弹，有些特征能量损失的非弹和分析区???分有关，配合能量分析器。 （5）特征X射线：原子内层电子受激发后，能级跃迁中直接释放的具有特征能量和波长的电磁波辐射，原子序数与特征能量对应关系，微区元素分析。 （6）俄歇电子：原子内层电子跃迁过程中释放出的能量不已X射线形式释放，而是用能量江河外另一电子打出成为二次电子，每种原子都有特定壳层能量，俄歇电子特征值，试样表面有限原子层发出，表层化学成分分析。 扫描电镜的分辨率受那些因素的影响，用不同的信号成像时，其分辨率有何不同？所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？ （1）影响因素：入射电子束束斑直径 入射束在样品中中扩展效应，信噪比 杂散电磁场和机械震动等（检测信号类型，检测部位原子序数）（2）二次电子扫描象分辨本领最高，约等于入射电子束直径，一般为6-10nm，背射电子50-200，吸收电子和X射线100-1000（3）二次电子 扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同，它们的电子光学系统的排列顺序如何？ 扫描电镜：逐点成像，把样品表面不同特征，按顺序成比例转化成视频信号完成一帧图像，电子枪发出电子束经栅级聚焦后在加速电压作用下，经过两三个电磁透镜组成的电子光学系统汇聚成细的电子束聚焦样品表面。 透射电镜：透射电镜使用电磁透镜放大成像。由电子枪和两个聚光镜组成照明系统，产生一束聚焦很细，亮度高，发散度小的电子束，由物镜、中间镜和投影镜三个透镜组成三级放大成像系统，最后在屏幕上得到电子衍射谱 二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处？ 相同：都是利用电子信号的强弱来形成形貌衬度 不同：（1）二次电子像：①突出的尖棱、小粒子以及比较陡峭的斜面处SE产额较多，在荧光屏上这部分的亮度较大。②平面上的SE产额较小，亮度较低。③在深凹槽底部尽管能产生较多的二次电子，但使其不易被控制到，因此相应的衬度也较暗。（2）背散射电子像：①用BE进行形貌分析时，其分辨率远低于ＳＥ像。②ＢＥ能量高，以直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到ＢＥ而变成一片阴影，因此其图像衬度很强，衬度太大会失去细节的层次，不利于分析。因此ＢＥ形貌分析效果远不及ＳＥ，故一般不用ＢＥ信号。 二次电子像景深很大，样品凹坑底部都能清楚地显示出来，从而使图像的立体感很强，其原因何在？ 二次电子对样品表面形貌敏感度强，空间分辨率高，信号收集率高，形成立体 在检测器收集光栅上加正电压来吸收较低能量的二次电子，使背部及凹坑处逸出电子能以弧状运动轨迹进入闪烁体被吸收，使图像层次增加，细节清晰 电子探针仪与扫描电镜有何异同？电子探针仪如何与扫描电镜和透射电镜配合进行组织结构与微区化学成分的同位分析？ 相同：1镜筒和样品室无本质区别2都是利用电子束轰击固体样本产生信号分析 不同：1电子探针检测特征X射线，扫描电镜检测多种信号一般利用二次电子 2电子探针得到是元素分布图，用于成分分析 扫描电镜得到是表面形貌图 电子探针 成分 透射电镜 组织形貌 衍射操作 晶体结构 扫描电镜 表面形貌 波谱仪和能谱仪它们的定义以及各有什么优缺点？ 能谱：优点：1探测X射线效率高2分析速度快2-3分完成元素定性全分析3探测器尺寸小靠近样品区4不必聚焦使用粗糙表面5工作束流小样品污染小 缺点：1分辨率低 谱线重叠2能谱中检测器Si(Li)的铍窗口限制超轻元素X射线的测量，只能分析原子序数大于11的元素3能谱探头必须保持低温，使用用液氮冷却 4 峰背低 低含量分析准确差 波谱：1波普通过分光体衍射，探测X射线效率低-灵敏度低2波谱只能逐个测量每种元素特征波长3结构复杂4对样品表面要求高 波谱仪有哪两种形式。 直进式：优：X射线照射分光晶体方向固定，即出射角保持不变，使X射线穿出样品表面过程所走路程相同，吸收条件相同 回转式：结构比直进式简单，出射方向改变大，表面不平度大的情况下，由于X射线在样品内行进路线不同，因吸收条件变化而造成