电子显微镜SEppt课件

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1、第三章第三章 扫描电子显微镜扫描电子显微镜 Light vs Electron Microscope 扫描电子显微镜扫描电子显微镜Scanning Electron Scanning Electron MicroscopeMicroscope，简称，简称SEMSEM是继透射电镜之后开是继透射电镜之后开展起来的一种电子显微镜展起来的一种电子显微镜 扫描电子显微镜的成像原理和光学显微镜或透扫描电子显微镜的成像原理和光学显微镜或透射电子显微镜不同，它是以类似电视摄影的方射电子显微镜不同，它是以类似电视摄影的方式，利用细聚焦电子束在样品外表扫描时激发式，利用细聚焦电子束在样品外表扫描时激发出来的各种物

2、理信号来调制成像的。出来的各种物理信号来调制成像的。扫描电镜能完成：扫描电镜能完成：表表(界界)面形貌分析；面形貌分析；配置各种附件，做外表成分分析及表层晶体配置各种附件，做外表成分分析及表层晶体学位向分析等。学位向分析等。概述概述SEM3.1 3.1 扫描电镜的特点和任务原理扫描电镜的特点和任务原理 特点特点仪器分辨身手较高。二次电子像分辨身手可达仪器分辨身手较高。二次电子像分辨身手可达1.0nm(场发射场发射),3.0nm(钨灯丝钨灯丝)；仪器放大倍数变化范围大从几倍到几十万倍，仪器放大倍数变化范围大从几倍到几十万倍，且延续可调；且延续可调；图像景深大，富有立体感。可直接察看起伏较大的图像

3、景深大，富有立体感。可直接察看起伏较大的粗糙外表如金属和陶瓷的断口等；粗糙外表如金属和陶瓷的断口等；试样制备简单。只需将块状或粉末的、导电的或不试样制备简单。只需将块状或粉末的、导电的或不导电的试样不加处置或稍加处置，就可直接放到导电的试样不加处置或稍加处置，就可直接放到SEM中进展察看。普通来说，比透射电子显微镜中进展察看。普通来说，比透射电子显微镜TEM的制样简单，且可使图像更近于试样的的制样简单，且可使图像更近于试样的真实形状；真实形状；特点特点 可做综合分析。可做综合分析。SEM SEM装上波长色散装上波长色散X X射线谱仪射线谱仪WDXWDX简称波简称波谱仪或能量色散谱仪或能量色散X

4、 X射线谱仪射线谱仪EDXEDX简称能谱简称能谱仪后，在察看扫描形貌图像的同时，可对试样仪后，在察看扫描形貌图像的同时，可对试样微区进展元素分析。微区进展元素分析。装上不同类型的试样装上不同类型的试样台和检测器可以直接台和检测器可以直接察看处于不同环境察看处于不同环境加热、冷却、拉伸加热、冷却、拉伸等中的试样显微构等中的试样显微构造形状的动态变化过造形状的动态变化过程动态察看。程动态察看。任务原理扫描电子显微镜构造原理框图扫描电子显微镜构造原理框图 扫描电镜的成像原理，和透射电镜大不一样，它不是用扫描电镜的成像原理，和透射电镜大不一样，它不是用电磁透镜放大成像，而是逐点逐行扫描成像。电磁透镜放

5、大成像，而是逐点逐行扫描成像。由电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过由电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2-3个个电磁透镜聚焦后，会聚成一个细的电子束。在末级透镜上电磁透镜聚焦后，会聚成一个细的电子束。在末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下电子束在样品外表按顺序边装有扫描线圈，在它的作用下电子束在样品外表按顺序逐行进展扫描。逐行进展扫描。高能电子束与样品物质的交互作用高能电子束与样品物质的交互作用,激发样品产生各种物理信激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇射线、俄歇电子和透射电子等。其强度随样品外

6、表特征而变化。电子和透射电子等。其强度随样品外表特征而变化。这些物理信号分别被相应的搜集器接受，经放大器按顺序、成这些物理信号分别被相应的搜集器接受，经放大器按顺序、成比例地放大后比例地放大后,送到显像管送到显像管,调制显像管的亮度。调制显像管的亮度。供应电子光学系统使电子束供应电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也是偏向的扫描线圈的电源也是供应阴极射线显像管的扫描供应阴极射线显像管的扫描线圈的电源，此电源发出的线圈的电源，此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电锯齿波信号同时控制两束电子束作同步扫描。子束作同步扫描。因此，样品上电子束因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电的位置与显像管荧

7、光屏上电子束的位置是一一对应的。子束的位置是一一对应的。任务原理 扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法，把样品外表不同扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法，把样品外表不同的特征，按顺序、成比例地转换为视频传号，完成一帧图的特征，按顺序、成比例地转换为视频传号，完成一帧图像，从而使我们在荧光屏上得到与样品外表特征相对应的像，从而使我们在荧光屏上得到与样品外表特征相对应的图像图像某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。3.23.2扫描电镜成像的物理信号扫描电镜成像的物理信号

8、扫描电镜成像所用的扫描电镜成像所用的物理信号是电子束轰物理信号是电子束轰击固体样品而激发产击固体样品而激发产生的。具有一定能量生的。具有一定能量的电子，当其入射固的电子，当其入射固体样品时，将与样品体样品时，将与样品内原子核和核外电子内原子核和核外电子发生弹性和非弹性散发生弹性和非弹性散射过程射过程,激发固体样品激发固体样品产生多种物理信号。产生多种物理信号。入射电子轰击样品产生的物理信号入射电子轰击样品产生的物理信号一、背散射电子一、背散射电子backscattering electron 背散射电子是指被固体样品中的原子反弹回来的一部分入背散射电子是指被固体样品中的原子反弹回来的一部分入射

9、电子。射电子。其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来的散射角大弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来的散射角大于于9090的那些入射电子，其能量根本上没有变化。的那些入射电子，其能量根本上没有变化。弹性背散射电子的能量为数千到数万电子伏。弹性背散射电子的能量为数千到数万电子伏。非弹性背散射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹非弹性背散射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射而呵斥的，不仅能量变化，方向也发生变化。性散射而呵斥的，不仅能量变化，方向也发生变化。假设有些电子经多次散射后仍能反弹出样品外表

10、，这就构假设有些电子经多次散射后仍能反弹出样品外表，这就构成非弹性背散射电子。成非弹性背散射电子。一、背散射电子一、背散射电子backscattering electron 非弹性背散射电子的能量分布范围很宽，非弹性背散射电子的能量分布范围很宽，从数十电子伏到数千电子伏。从数十电子伏到数千电子伏。从数量上看，弹性背散射电子远比非弹性从数量上看，弹性背散射电子远比非弹性背散射电子所占的份额多。背散射电子所占的份额多。背散射电子的产生范围在背散射电子的产生范围在1000 1000 到到1 1 m m深，深，由于背散射电子的产额随原子序数的添加由于背散射电子的产额随原子序数的添加而添加，所以，利用背

11、散射电子作为成像而添加，所以，利用背散射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征，也可用来显示信号不仅能分析形貌特征，也可用来显示原子序数衬度，定性地进展成分分析。原子序数衬度，定性地进展成分分析。二、二次电子二、二次电子 secondary electron 二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外层价电子间的结合能很小，因此由于原子核和外层价电子间的结合能很小，因此外层的电子比较容易和原子脱离。当原子的核外外层的电子比较容易和原子脱离。当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后，可分

12、开原子而变成自在电子。后，可分开原子而变成自在电子。假设这种散射过程发生在比较接近样品表层，那假设这种散射过程发生在比较接近样品表层，那些能量尚大于资料逸出功的自在电子可从样品外些能量尚大于资料逸出功的自在电子可从样品外表逸出，变成真空中的自在电子，即二次电子。表逸出，变成真空中的自在电子，即二次电子。一个能量很高的入射电子射入样品时，可以产生一个能量很高的入射电子射入样品时，可以产生许多自在电子，而在样品外表上方检测到的二次许多自在电子，而在样品外表上方检测到的二次电子绝大部分来自价电子。电子绝大部分来自价电子。二、二次电子二、二次电子secondary electron 二次电子来自外表二

13、次电子来自外表50-500 50-500 的区域，能量为的区域，能量为0-50 0-50 eVeV。它对试样外表形状非常敏感，能非常有效地显示它对试样外表形状非常敏感，能非常有效地显示试样外表形貌。试样外表形貌。由于它发自试样外表层，入射电子还没有较多次由于它发自试样外表层，入射电子还没有较多次散射，因此产生二次电子的面积与入射电子的照散射，因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没多大区别。所以二次电子的分辨率较高，射面积没多大区别。所以二次电子的分辨率较高，普通可到达普通可到达50-100 50-100。扫描电子显微镜的分辨率通常就是二次电子分辨扫描电子显微镜的分辨率通常就是二次电子分辨

14、率。二次电子产额随原子序数的变化不明显，它率。二次电子产额随原子序数的变化不明显，它主要决议于外表形貌。主要决议于外表形貌。三、吸收电子三、吸收电子absorption electron 入射电子进入样品后，经多次非弹性散射，能量入射电子进入样品后，经多次非弹性散射，能量损失殆尽假定样品有足够厚度，没有透射电子损失殆尽假定样品有足够厚度，没有透射电子产生，最后被样品吸收。产生，最后被样品吸收。假设在样品和地之间接入一个高灵敏度的电流表，假设在样品和地之间接入一个高灵敏度的电流表，就可以测得样品对地的信号，这个信号是由吸收就可以测得样品对地的信号，这个信号是由吸收电子提供的。电子提供的。入射电子

15、束与样品发生作用，假设逸出外表的背入射电子束与样品发生作用，假设逸出外表的背散射电子或二次电子数量任一项添加，将会引起散射电子或二次电子数量任一项添加，将会引起吸收电子相应减少，假设把吸收电子信号作为调吸收电子相应减少，假设把吸收电子信号作为调制图像的信号，那么其衬度与二次电子像和背散制图像的信号，那么其衬度与二次电子像和背散射电子像的反差是互补的。射电子像的反差是互补的。三、吸收电子三、吸收电子absorption electron 入射电子束射入一含有多元素的样品时，入射电子束射入一含有多元素的样品时，由于二次电子产额不受原子序数影响，那由于二次电子产额不受原子序数影响，那么产生背散射电子

16、较多的部位其吸收电子么产生背散射电子较多的部位其吸收电子的数量就较少。的数量就较少。因此，吸收电流像可以反映原子序数衬度，因此，吸收电流像可以反映原子序数衬度，同样也可以用来进展定性的微区成分分析。同样也可以用来进展定性的微区成分分析。四、透射电子四、透射电子 transmission electron 假设样品厚度小于入射电子的有效穿透深度假设样品厚度小于入射电子的有效穿透深度(扫描透射操扫描透射操作方式下作方式下)，那么就会有相当数量的入射电子可以穿过薄，那么就会有相当数量的入射电子可以穿过薄样品而成为透射电子。样品而成为透射电子。透射电子信号是由微区的厚度、成分和晶体构造来决议。透射电子

17、信号是由微区的厚度、成分和晶体构造来决议。普通金属薄膜样品普通金属薄膜样品(扫描透射操作方式下扫描透射操作方式下)的厚度在的厚度在2000-2000-5000 5000 左右，在入射电子穿透样品的过程中将与原子核左右，在入射电子穿透样品的过程中将与原子核或核外电子发生有限次数的弹性或非弹性散射。因此，样或核外电子发生有限次数的弹性或非弹性散射。因此，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性散射电子外，还有各种不同能量损失的非弹性相当的弹性散射电子外，还有各种不同能量损失的非弹性散射电子。散射电子。其中有些待征能量损失其中有

18、些待征能量损失 E E的非弹性散射电子和分析区域的非弹性散射电子和分析区域的成分有关，因此，可以用特征能量损失电子配合电子能的成分有关，因此，可以用特征能量损失电子配合电子能量分析器来进展微区成分分析。量分析器来进展微区成分分析。样品本身要坚持电平衡，入射电子激发固体产生的样品本身要坚持电平衡，入射电子激发固体产生的四种电子信号强度与入射电子强度之间必然满足以下四种电子信号强度与入射电子强度之间必然满足以下关系：关系：i0=ib+is+ia+it 式中：式中：ip 是入射电子强度；是入射电子强度；ib 是背散射电子强度；是背散射电子强度；is 是二次电子强度；是二次电子强度；ia 是吸收电子强

19、度；是吸收电子强度；it 是透射电子强度。是透射电子强度。将上式两边同除以将上式两边同除以i0，得，得 +a+=1 式中：式中：=ib/i0，为背散射系数；，为背散射系数；=is/i0，为二次电子发射系数；，为二次电子发射系数；a=ia/i0，为吸收系数；，为吸收系数；=it/i0，为透射系数。，为透射系数。随着样质量量厚度增大，透随着样质量量厚度增大，透射系数下降，而吸收系数增射系数下降，而吸收系数增大；样品背散射系数和二次大；样品背散射系数和二次电子发射系数的和也越大，电子发射系数的和也越大，但达一定值时坚持定值。但达一定值时坚持定值。当样品厚度超越有效穿透厚当样品厚度超越有效穿透厚度后，

20、透射系数等于零。度后，透射系数等于零。对于大块样品，同一部位对于大块样品，同一部位的吸收系数、背散射系数和的吸收系数、背散射系数和二次电子发射系数三者之间二次电子发射系数三者之间存在互补关系。存在互补关系。由于二次电子信号强度与样由于二次电子信号强度与样品原子序数没有确定的关系，品原子序数没有确定的关系，因此可以以为，假设样品微因此可以以为，假设样品微区背散射电子信号强度大，区背散射电子信号强度大，那么吸收电子信号强度小，那么吸收电子信号强度小，反之亦然。反之亦然。铜样品透射、吸收和背散射系铜样品透射、吸收和背散射系数与样质量量厚度之间的关系数与样质量量厚度之间的关系五、特征五、特征X X射线

21、射线 characteristic X-raycharacteristic X-ray 特征特征X X射线是原子的内层电子遭射线是原子的内层电子遭到激发以后，在能级跃迁过程中到激发以后，在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射。的一种电磁波辐射。如在高能入射电子作用下使如在高能入射电子作用下使K K层层电子逸出，原于就处于电子逸出，原于就处于K K激发态，激发态，具有能量具有能量EKEK。当一个。当一个L2L2层电子填层电子填补补K K层空位后，原于体系由层空位后，原于体系由K K激发激发态变成态变成L L激发态，能量从激发态，能量从EKEK降为

22、降为EL2EL2，这时就有，这时就有E E(EK-EL2)(EK-EL2)的的能量释放出来。能量释放出来。特征特征X X射线发射射线发射五、特征五、特征X X射线射线characteristic X-raycharacteristic X-ray 假设这一能量以假设这一能量以X X射线方式放出，这就是该元素的射线方式放出，这就是该元素的K K辐射，辐射，此时此时X X射线的波长为：射线的波长为：式中，式中，h h为普朗克常数，为普朗克常数，c c为光速。对于每一元素，为光速。对于每一元素，EKEK、EL2EL2都有确定的特征值，所以发射的都有确定的特征值，所以发射的X X射线波长也有特征值，射

23、线波长也有特征值，这种这种X X射线称为特征射线称为特征X X射线。射线。X X射线的波长和原子序数之间服从莫塞莱定律：射线的波长和原子序数之间服从莫塞莱定律：式中，式中，Z Z为原子序数，为原子序数，K K、为常数。可以看出，原子序为常数。可以看出，原子序数和特征能量之间是有对应关系的，利用这一对应关系可数和特征能量之间是有对应关系的，利用这一对应关系可以进展成分分析。假设用以进展成分分析。假设用X X射线探测器测到了样品微区中射线探测器测到了样品微区中存在某一特征波长，就可以断定该微区中存在的相应元素。存在某一特征波长，就可以断定该微区中存在的相应元素。KKL2hcEE2KZ 六、俄歇电子

24、六、俄歇电子Auger electron 处于激发态的原子体系释放能量的另一方式是发射处于激发态的原子体系释放能量的另一方式是发射具有特征能量的俄歇电子。假设原子内层电子能级具有特征能量的俄歇电子。假设原子内层电子能级跃迁过程所释放的能量，仍大于包括空位层在内的跃迁过程所释放的能量，仍大于包括空位层在内的临近或较外层的电子临界电离激发能，那么有能够临近或较外层的电子临界电离激发能，那么有能够引起原子再一次电离，发射具有特征能量的俄歇电引起原子再一次电离，发射具有特征能量的俄歇电子。子。因每一种原子都有本人的特征壳层能量，所以它们因每一种原子都有本人的特征壳层能量，所以它们的俄歇电子能量也各有特

25、征值，普通在的俄歇电子能量也各有特征值，普通在50-1500 eV50-1500 eV范围之内。俄歇电子是由试样外表极有限的几个原范围之内。俄歇电子是由试样外表极有限的几个原于层中发出的，这阐明俄歇电子信号适用于表层化于层中发出的，这阐明俄歇电子信号适用于表层化学成分分析。学成分分析。显然，一个原子中至少要有三个以上的电子才干产显然，一个原子中至少要有三个以上的电子才干产生俄歇效应，铍是产生俄歇效应的最轻元素。生俄歇效应，铍是产生俄歇效应的最轻元素。其它物理信号 除了上述六种信号外，固体样品中还会产除了上述六种信号外，固体样品中还会产生例如阴极荧光、电子束感生效应等信号，生例如阴极荧光、电子束

26、感生效应等信号，这些信号经过调制后也可以用于专门的分这些信号经过调制后也可以用于专门的分析。析。1 1放大倍数放大倍数magnificationmagnification 2 2分辨率分辨率resolutionresolution 3 3景深景深depth of field/depth of depth of field/depth of focusfocus3.33.3扫描电子显微镜的主要性能扫描电子显微镜的主要性能1放大倍数magnification 当入射电子束作光栅扫描时，假设电子束在样当入射电子束作光栅扫描时，假设电子束在样品外表扫描的幅度为品外表扫描的幅度为ASAS，在荧光屏上阴极

27、射线，在荧光屏上阴极射线同步扫描的幅度为同步扫描的幅度为ACAC，那么扫描电子显微镜的，那么扫描电子显微镜的放大倍数为：放大倍数为：由于扫描电子显微镜的荧光屏尺寸是固定不变由于扫描电子显微镜的荧光屏尺寸是固定不变的，因此，放大倍率的变化是经过改动电子束的，因此，放大倍率的变化是经过改动电子束在试样外表的扫描幅度在试样外表的扫描幅度ASAS来实现的。来实现的。目前大多数商品扫描电镜放大倍数为目前大多数商品扫描电镜放大倍数为20-2000020-20000倍，介于光学显微镜和透射电镜之间。倍，介于光学显微镜和透射电镜之间。CSAMA2分辨率resolution 分辨率是扫描电子显微镜主要性能目的。

28、对微区分辨率是扫描电子显微镜主要性能目的。对微区成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对成成分分析而言，它是指能分析的最小区域；对成像而言，它是指能分辨两点之间的最小间隔。像而言，它是指能分辨两点之间的最小间隔。这两者主要取决于入射电子束直径，电子束直径这两者主要取决于入射电子束直径，电子束直径愈小，分辨率愈高。入射电子束束斑直径是扫描愈小，分辨率愈高。入射电子束束斑直径是扫描电镜分辨身手的极限。热阴极电子枪的最小束斑电镜分辨身手的极限。热阴极电子枪的最小束斑直径直径nm，场发射电子枪可使束斑直径小于，场发射电子枪可使束斑直径小于1nm。但分辨率并不直接等于电子束直径，由于入射电但分辨率并不直

29、接等于电子束直径，由于入射电子束与试样相互作用会使入射电子束在试样内的子束与试样相互作用会使入射电子束在试样内的有效激发范围大大超越入射束的直径。有效激发范围大大超越入射束的直径。2分辨率resolution 在高能入射电子作在高能入射电子作用下，试样外表激用下，试样外表激发产生各种物理信发产生各种物理信号，用来调制荧光号，用来调制荧光屏亮度的信号不同，屏亮度的信号不同，那么分辨率就不同。那么分辨率就不同。电子进入样品后电子进入样品后,作作用区是一梨形区用区是一梨形区,激激发的信号产生于不发的信号产生于不同深度同深度 入射电子在样品中的扩展入射电子在样品中的扩展2分辨率resolution 俄

30、歇电子和二次电子因其俄歇电子和二次电子因其本身能量较低以及平均自本身能量较低以及平均自在程很短，只能在样品的在程很短，只能在样品的浅层外表内逸出。入射电浅层外表内逸出。入射电子束进入浅层外表时，尚子束进入浅层外表时，尚未向横向扩展开来，可以未向横向扩展开来，可以以为在样品上方检测到的以为在样品上方检测到的俄歇电子和二次电子主要俄歇电子和二次电子主要来自直径与扫描束斑相当来自直径与扫描束斑相当的圆柱体内。的圆柱体内。这两种电子的分辨率就相这两种电子的分辨率就相当于束斑的直径。当于束斑的直径。2分辨率resolution 入射电子进入样品较深部位入射电子进入样品较深部位时，曾经有了相当宽度的横时，

31、曾经有了相当宽度的横向扩展，从这个范围中激发向扩展，从这个范围中激发出来的背散射电子能量较高，出来的背散射电子能量较高，它们可以从样品的较探部位它们可以从样品的较探部位处弹射出外表，横向扩展后处弹射出外表，横向扩展后的作用体积大小就是背散射的作用体积大小就是背散射电子的成像单元，所以，背电子的成像单元，所以，背散射电子像分辨率要比二次散射电子像分辨率要比二次电子像低，普通为电子像低，普通为50-200nm50-200nm。扫描电镜的分辨率用二次电扫描电镜的分辨率用二次电子像的分辨率表示。子像的分辨率表示。2分辨率resolution 各种信号成像的分辨率二次电子：5-10nm背散射电子：50-

32、200nm俄歇电子：5-10nm吸收电子：100-1000nm特征X射线：100-1000nm2分辨率resolution 样品原子序数愈大，电子束进入样品外表的横向扩展愈大，样品原子序数愈大，电子束进入样品外表的横向扩展愈大，分辨率愈低。分辨率愈低。电子束射入重元素样品中时，作用体积不呈梨状，电子束射入重元素样品中时，作用体积不呈梨状，而是半球状。电子束进入外表后立刻向横向扩展。即使电而是半球状。电子束进入外表后立刻向横向扩展。即使电子束束斑很细小，也不能到达较高的分辨率，此时二次电子束束斑很细小，也不能到达较高的分辨率，此时二次电子的分辨率和背散射电子的分辨率之间的差距明显变小。子的分辨率

33、和背散射电子的分辨率之间的差距明显变小。电子束的束斑大小、调制信号的类型以及检测部位的原子电子束的束斑大小、调制信号的类型以及检测部位的原子序数是扫描电子显微镜分辨率的三大要素。序数是扫描电子显微镜分辨率的三大要素。此外，影响分辨率的要素还有信噪比、杂散电磁场、机械此外，影响分辨率的要素还有信噪比、杂散电磁场、机械振动等。振动等。噪音干扰呵斥图像模糊；磁场的存在改动了二次电噪音干扰呵斥图像模糊；磁场的存在改动了二次电子运动轨迹，降低图像质量；机械振动引起电子束斑漂移，子运动轨迹，降低图像质量；机械振动引起电子束斑漂移，这些要素的影响都降低了图像分辨率。这些要素的影响都降低了图像分辨率。3景深d

34、epth of field/depth of focus 景深是指透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的景深是指透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个才干范围。一个才干范围。扫描电子显微镜的景深取决于分辨身手和电子束入射半角扫描电子显微镜的景深取决于分辨身手和电子束入射半角 电子束入射半角是控制景深的主要要素，它取决于末级透电子束入射半角是控制景深的主要要素，它取决于末级透镜的光阑直径和任务间隔。扫描电子显微镜镜的光阑直径和任务间隔。扫描电子显微镜角很小约角很小约10-3 rad10-3 rad，所以景深很大。，所以景深很大。扫描电镜以景深大而著名。它比普通光学显微镜景深大扫描电镜

35、以景深大而著名。它比普通光学显微镜景深大100-500100-500倍，比透射电子显微镜的景深大倍，比透射电子显微镜的景深大1010倍。倍。00S2 R2 RDtan景深的依赖关系景深的依赖关系3景深depth of field/depth of focusSEM像衬度像衬度SEM像衬度的构成主要基于样品微区诸如外表形貌、原子序数、晶体构造、外表电场和磁场等方面存在着差别。入射电子与之相互作用，产生各种特征信号，其强度就存在着差别，最后反映到显像管荧光屏上的图像就有一定的衬度.外表形貌衬度 原子序数衬度3.4 3.4 外表形貌衬度原理及其运用外表形貌衬度原理及其运用 外表形貌衬度是由于试样外表

36、形貌差别而构成的外表形貌衬度是由于试样外表形貌差别而构成的衬度。利用对试样外表形貌变化敏感的物理信号衬度。利用对试样外表形貌变化敏感的物理信号作为显像管的调制信号，可以得到形貌衬度图像。作为显像管的调制信号，可以得到形貌衬度图像。形貌衬度的构成是由于某些信号，如二次电子、形貌衬度的构成是由于某些信号，如二次电子、背散射电子等，其强度是试样外表倾角的函数，背散射电子等，其强度是试样外表倾角的函数，而试样外表微区形貌差别实践上就是各微区外表而试样外表微区形貌差别实践上就是各微区外表相对于入射电子束的倾角不同，因此电子束在试相对于入射电子束的倾角不同，因此电子束在试样上扫描时任何两点的形貌差别，表现

37、为信号强样上扫描时任何两点的形貌差别，表现为信号强度的差别，从而在图像中构成显示形貌的衬度。度的差别，从而在图像中构成显示形貌的衬度。外表形貌衬度 二次电子像的衬度是最典型的形貌衬度。二次电子像的衬度是最典型的形貌衬度。由于二次电子信号主要来自样品表层由于二次电子信号主要来自样品表层5-l0 nm深深度范围，它的强度与原子序数没有明确的关系，度范围，它的强度与原子序数没有明确的关系，而仅对微区刻面相对于入射电子束的位向非常而仅对微区刻面相对于入射电子束的位向非常敏感，且二次电子像分辨率比较高，所以特别敏感，且二次电子像分辨率比较高，所以特别适用于显示形貌衬度。适用于显示形貌衬度。假设设假设设为

38、入射电为入射电子束与试样外表法子束与试样外表法线之间的夹角，实线之间的夹角，实验证明，当对光滑验证明，当对光滑试样外表、入射电试样外表、入射电子束能量大于子束能量大于1kV且固定不变时，二且固定不变时，二次电子产率次电子产率与与的的关系为关系为 1/cos二次电子产率二次电子产率与电子束入射角度的关系与电子束入射角度的关系 入射电子束与试样外入射电子束与试样外表法线间夹角愈大，表法线间夹角愈大，二次电子产额愈大二次电子产额愈大 2 形貌衬度原理形貌衬度原理 越大，越大，越高，反越高，反映到显像管荧光屏上映到显像管荧光屏上就越亮。就越亮。以右图样品上以右图样品上A A区和区和B B区为例，区为例

39、，A A区中由于区中由于大，发射的二次电子大，发射的二次电子多，而多，而B B区由于区由于小，小，发射的二次电子少。发射的二次电子少。所以所以A A区的信号强度较区的信号强度较B B区的信号大，故在图区的信号大，故在图像上像上A A区也较区也较B B区亮。区亮。实践样品外表的形貌实践样品外表的形貌要复杂得多，但构成要复杂得多，但构成二次电子像衬度的原二次电子像衬度的原理是一样的理是一样的 实践样品可以被看作实践样品可以被看作是由许多位向不同的是由许多位向不同的小平面组成的。入射小平面组成的。入射电子束的方向是固定电子束的方向是固定的，但由于试样外表的，但由于试样外表凹凸不平，因此它对凹凸不平，

40、因此它对试样外表不同处的入试样外表不同处的入射角也是不同的。因射角也是不同的。因此在荧光屏上反映出此在荧光屏上反映出不同的衬度。不同的衬度。突出的尖棱、小粒子、突出的尖棱、小粒子、比较陡的斜面处的图比较陡的斜面处的图像亮度较大；像亮度较大；平面的亮度较低；平面的亮度较低；深的凹槽底部虽然能深的凹槽底部虽然能产生较多的二次电子，产生较多的二次电子，但不易被检测器搜集但不易被检测器搜集到，因此槽底的衬度到，因此槽底的衬度较暗。较暗。在电子搜集器的栅网上加上在电子搜集器的栅网上加上+250V的的偏压，可以使低能二次电子走弯曲轨偏压，可以使低能二次电子走弯曲轨道到达电子搜集器，这不仅增大了有道到达电子

41、搜集器，这不仅增大了有效搜集立体角，提高了二次电子信号效搜集立体角，提高了二次电子信号强度，而且使得背向搜集器的那些区强度，而且使得背向搜集器的那些区域产生的二次电子，仍有相当一部分域产生的二次电子，仍有相当一部分可以经过弯曲的轨道到达搜集器，有可以经过弯曲的轨道到达搜集器，有利于显示背向搜集器的样品区域细节，利于显示背向搜集器的样品区域细节，而不致于构成阴影。而不致于构成阴影。加偏压前加偏压前 加偏压后加偏压后 加偏压前后的二次电子搜集情况加偏压前后的二次电子搜集情况 外表形貌衬度的运用 基于二次电子像外表形貌衬度的分辨基于二次电子像外表形貌衬度的分辨率比较高且不易构成阴影等诸多优点，使率比

42、较高且不易构成阴影等诸多优点，使其成为扫描电镜运用最广的一种方式，尤其成为扫描电镜运用最广的一种方式，尤其在失效工件的断口检测、磨损外表察看其在失效工件的断口检测、磨损外表察看以及各种资料形貌特征察看上，已成为目以及各种资料形貌特征察看上，已成为目前最方便、最有效的手段。前最方便、最有效的手段。1资料外表形状组织察看2断口形貌察看3磨损外表形貌察看4纳米构造资料形状察看5生物样品的形貌察看 背散射电子信号也可以用来显示样品背散射电子信号也可以用来显示样品外表形貌，但它对外表形貌的变化不那外表形貌，但它对外表形貌的变化不那么敏感，背散射电子像分辨率不如二次么敏感，背散射电子像分辨率不如二次电子像

43、高，有效搜集立体角小，信号强电子像高，有效搜集立体角小，信号强度低，尤其是背向搜集器的那些区域产度低，尤其是背向搜集器的那些区域产生的背散射电子不能到达搜集器，在图生的背散射电子不能到达搜集器，在图像上构成阴影，掩盖了那里的细节。像上构成阴影，掩盖了那里的细节。3.5 3.5 原子序数衬度原理及其运用原子序数衬度原理及其运用 原子序数衬度是由于试样外表物质原子序原子序数衬度是由于试样外表物质原子序数或化学成分差别而构成的衬度。利数或化学成分差别而构成的衬度。利用对试样外表原子序数或化学成分变用对试样外表原子序数或化学成分变化敏感的物理信号作为显像管的调制信号，化敏感的物理信号作为显像管的调制信

44、号，可以得到原子序数衬度图像。可以得到原子序数衬度图像。背散射电子像、吸收电子像的衬度都含有背散射电子像、吸收电子像的衬度都含有原子序数衬度，而特征原子序数衬度，而特征X X射线像的衬度就是射线像的衬度就是原子序数衬度。原子序数衬度。(1)(1)背散射电子像衬度背散射电子像衬度;背散射电子信号强度随背散射电子信号强度随原子序数原子序数Z Z增大而增大增大而增大 样品外表上平均原子序样品外表上平均原子序数较高的区域，产生较数较高的区域，产生较强的信号，在背散射电强的信号，在背散射电子像上显示较亮的衬度子像上显示较亮的衬度 因此，可以根据背散射因此，可以根据背散射电子像衬度来判别相应电子像衬度来判

45、别相应区域原子序数的相对高区域原子序数的相对高低。低。SE and BE (2)(2)吸收电子像衬度吸收电子像衬度 吸收电子信号强度与二次电子及背散射电子的发射有关，吸收电子信号强度与二次电子及背散射电子的发射有关，假设样品较厚，即假设样品较厚，即=0=0，那么，那么+=1+=1。这阐明，吸收。这阐明，吸收电子像的衬度是与背散射电子像和二次电子像互补的。电子像的衬度是与背散射电子像和二次电子像互补的。因此，样品外表平均原子序数大的微区，背散射电子信号因此，样品外表平均原子序数大的微区，背散射电子信号强度较高，而吸收电子信号强度较低，两者衬度正好相反。强度较高，而吸收电子信号强度较低，两者衬度正

46、好相反。背散射电子像，黑色团状物为石墨相吸收电子像，白色团状物为石墨相背散射电子像，黑色团状物为石墨相吸收电子像，白色团状物为石墨相铁素体基体球墨铸铁拉伸断口的背散射电子像和吸收电子像铁素体基体球墨铸铁拉伸断口的背散射电子像和吸收电子像原子序数衬度像背散射电子衍射 背散射电子衍射可以背散射电子衍射可以提示样品的晶体构造提示样品的晶体构造和取向和取向 第四章第四章 电子探针显微分析电子探针显微分析 电子探针X射线显微分析 电子探针显微分析是电子探针电子探针显微分析是电子探针X X射线显微分析射线显微分析Electron Probe MicroanalysisElectron Probe Micr

47、oanalysis，简称，简称EPMAEPMA的的简称。它是一种显微分析和成分分析相结合的微区简称。它是一种显微分析和成分分析相结合的微区分析，它特别适用于分析试样中微小区域的化学成分析，它特别适用于分析试样中微小区域的化学成分，因此是研讨资料组织构造和元素分布形状的极分，因此是研讨资料组织构造和元素分布形状的极为有用的分析方法。为有用的分析方法。电子探针镜筒部分的构造大体上和扫描电子显微镜电子探针镜筒部分的构造大体上和扫描电子显微镜一样，只是在检测器部分运用的是一样，只是在检测器部分运用的是X X射线谱仪，用射线谱仪，用来检测来检测X X射线的特征波长或特征能量，从而完成微射线的特征波长或特

48、征能量，从而完成微区化学成分分析。因此，相当一部分电子探针仪是区化学成分分析。因此，相当一部分电子探针仪是作为附件安装在扫描或透射电镜上，以满足微区组作为附件安装在扫描或透射电镜上，以满足微区组织形貌、晶体构造及化学成分三位一体同位分析。织形貌、晶体构造及化学成分三位一体同位分析。4.14.1电子探针仪的构造与任务原理电子探针仪的构造与任务原理 电子探针仪的构造除信号检测电子探针仪的构造除信号检测系统系统XX射线谱仪外，其他射线谱仪外，其他部分与扫描电子显微镜类似。部分与扫描电子显微镜类似。它利用被聚焦成小于它利用被聚焦成小于1 1m m的高的高速电子束轰击样品外表，激发速电子束轰击样品外表，

49、激发出样品元素的特征出样品元素的特征X X射线射线,由由X X射线波谱仪或能谱仪检测从试射线波谱仪或能谱仪检测从试样外表有限深度和侧向扩展的样外表有限深度和侧向扩展的微区体积内产生的特征微区体积内产生的特征X X射线射线的波长和强度，得到的波长和强度，得到1 1 m3m3微微区的定性或定量的化学成分。区的定性或定量的化学成分。某种元素特征某种元素特征X X射线的强度与射线的强度与该元素在样品中的浓度成比例，该元素在样品中的浓度成比例，所以经过分析特征所以经过分析特征X X射线的强射线的强度，就可计算出该元素的相对度，就可计算出该元素的相对含量。这就是利用电子探针仪含量。这就是利用电子探针仪作定

50、量分析的实际根据。作定量分析的实际根据。电子探针仪的构造表示图电子探针仪的构造表示图 常用的常用的X射线谱仪有两种：射线谱仪有两种：一种是利用特征一种是利用特征X射线的波长不同来展谱，实射线的波长不同来展谱，实现对不同波长现对不同波长X射线分别检测的波长分散谱射线分别检测的波长分散谱仪，简称波谱仪仪，简称波谱仪Wavelength Dispersive Spectrometer，简称，简称WDS另一种是利用特征另一种是利用特征X射线能量不同来展谱，的射线能量不同来展谱，的能量分散谱仪，简称能谱仪能量分散谱仪，简称能谱仪Energy Dispersive Spectrometer，简称，简称ED

51、S。1 1、波谱仪、波谱仪WDSWDS 普通说来，入射电子束激发样品产生的特普通说来，入射电子束激发样品产生的特征征X X射线是多波长的。波谱仪利用某些晶体射线是多波长的。波谱仪利用某些晶体对对X X射线的衍射作用来到达使不同波长分散射线的衍射作用来到达使不同波长分散的目的。的目的。4.2 4.2 特征特征X X射线的检测射线的检测假设电子束位置不变，改动晶体的位置，使假设电子束位置不变，改动晶体的位置，使(hkl)(hkl)晶面与入射晶面与入射X X射线交角为射线交角为22，并相应地改动检测器的位置，就可以检测，并相应地改动检测器的位置，就可以检测到波长为到波长为2=2d sin2 2=2d

52、 sin2 的的X X射线。射线。如此延续地操作，即可进展该定点的元素全分析。如此延续地操作，即可进展该定点的元素全分析。假设将发生某一元素特征假设将发生某一元素特征X X射线的入射角射线的入射角固定，对样品进展微固定，对样品进展微区扫描，即可得到某一元素的线分布或面分布图像。区扫描，即可得到某一元素的线分布或面分布图像。假设有一束包括不同波长的假设有一束包括不同波长的X X射线照射到一个晶体外表上，平行于该晶体外表的晶面射线照射到一个晶体外表上，平行于该晶体外表的晶面(hkl)(hkl)的间距为的间距为d d，入射，入射X X射线与射线与该晶面的夹角为该晶面的夹角为11，那么其中只需满足布喇

53、格方程，那么其中只需满足布喇格方程1=2dsin1 1=2dsin1 的那个波长的的那个波长的X X射线发生衍射。假设在与入射线发生衍射。假设在与入射射X X射线方向成射线方向成21 21 的方向上放置的方向上放置X X射线检测器，就可以检测到这个特定波长的射线检测器，就可以检测到这个特定波长的x x射线及其强度。射线及其强度。分光晶体分光晶体分光和探测原理分光和探测原理把单晶体弯曲并把外表磨制成和聚焦把单晶体弯曲并把外表磨制成和聚焦圆外表相合，即晶体外表的曲率半径圆外表相合，即晶体外表的曲率半径和和R R相等。当某一波长的相等。当某一波长的X X射线自点光射线自点光源源S S处发出时，晶体外

54、表恣意点处发出时，晶体外表恣意点A A、B B、C C上接纳到的上接纳到的X X射线衍射束相对于点光射线衍射束相对于点光源来说源来说,入射角都相等，由此入射角都相等，由此A A、B B、C C各点的衍射线都能正好聚焦在各点的衍射线都能正好聚焦在D D点点 X X射线的分光和探测原射线的分光和探测原理理:假设我们把分光晶体作假设我们把分光晶体作适当地弹性弯曲，并使适当地弹性弯曲，并使射线源、弯曲晶体外表射线源、弯曲晶体外表和检测器窗口位于同一和检测器窗口位于同一个圆周上，这样就可以个圆周上，这样就可以到达把衍射束聚焦的目到达把衍射束聚焦的目的。的。此时，整个分光晶体只此时，整个分光晶体只搜集一种

55、波长的搜集一种波长的X X射线，射线，使这种单色使这种单色X X射线的衍射线的衍射强度大大提高。射强度大大提高。聚聚焦焦圆圆旋转式波谱仪和直进式波谱仪 在电子探针中，普通点光源在电子探针中，普通点光源S S电子束在样品上的照射电子束在样品上的照射点不动，改动晶体和探测器的位置，到达分析检测点不动，改动晶体和探测器的位置，到达分析检测的目的。根据晶体及探测器运动方式，可将谱仪分为的目的。根据晶体及探测器运动方式，可将谱仪分为旋转式波谱仪和直进式波谱仪等。旋转式波谱仪和直进式波谱仪等。旋转式波谱仪旋转式波谱仪直进式波谱仪直进式波谱仪 聚焦圆的中心聚焦圆的中心O O固定，固定，分光晶体和检测器在分光

56、晶体和检测器在圆周上以圆周上以1 1：2 2的角速的角速度运动来改动度运动来改动角和角和满足布拉格衍射条件。满足布拉格衍射条件。光源、分光晶体反射光源、分光晶体反射面和接受狭缝一直都面和接受狭缝一直都座落在聚焦圆的圆周座落在聚焦圆的圆周上。上。特点是特点是X X射线出射角射线出射角固定不变固定不变,弥补了旋转式波谱仪的缺陷。因弥补了旋转式波谱仪的缺陷。因此，虽然在构造上比较复杂，但此，虽然在构造上比较复杂，但它是目前最常用的一种谱仪。它是目前最常用的一种谱仪。分光晶体从点光源分光晶体从点光源S S向外沿着不断向外沿着不断线运动并经过转动改动线运动并经过转动改动角，探角，探测器也随着运动测器也随

57、着运动聚焦圆半径不变，圆心在以光源聚焦圆半径不变，圆心在以光源S S为中心，为中心，R R为半径的圆周上运动为半径的圆周上运动光源、分光晶体和接纳狭缝也都一光源、分光晶体和接纳狭缝也都一直落在聚焦圆的圆周上直落在聚焦圆的圆周上 由光源至晶体的间隔由光源至晶体的间隔L(L(叫做叫做谱仪长度谱仪长度)与聚焦圆的半径有以与聚焦圆的半径有以下关系：下关系：L=2Rsin=R/d L=2Rsin=R/d 即对于给定的分光晶体，即对于给定的分光晶体，L L与与存在着简单的线性关系。存在着简单的线性关系。L L由小变大意味着被检测的由小变大意味着被检测的X X射线波长射线波长 由短变长，改动由短变长，改动L

58、 L就就能检测到不同波长，即不同元能检测到不同波长，即不同元素的素的X X射线。射线。只需读出谱仪上的只需读出谱仪上的L L值，就值，就可直接得到可直接得到值。值。分光晶体分光晶体 在波谱仪中，是用分光晶体将在波谱仪中，是用分光晶体将X X射线分谱的。射线分谱的。因此，恰当地选用分光晶体是很重要的。因此，恰当地选用分光晶体是很重要的。分光晶体应具有良好的衍射性能、强的反射才干和分光晶体应具有良好的衍射性能、强的反射才干和好的分辨率。在好的分辨率。在X X射线谱仪中运用的分光晶体还必射线谱仪中运用的分光晶体还必需能弯曲成一定的弧度、在真空中不发生变化等。需能弯曲成一定的弧度、在真空中不发生变化等

59、。晶体展谱遵照布喇格方程晶体展谱遵照布喇格方程2dsin=2dsin=。各种晶体能。各种晶体能色散的色散的X X射线波长范围，取决于衍射晶面间距射线波长范围，取决于衍射晶面间距d d和和布拉格角布拉格角的可变范围，对波长大于的可变范围，对波长大于2d2d的的X X射线那射线那么不能进展色散。显然，对于不同波长的特征么不能进展色散。显然，对于不同波长的特征X X射射线需求选用与其波长相当的分光晶体。线需求选用与其波长相当的分光晶体。分光晶体分光晶体 谱仪的谱仪的角有一定变动范围，如角有一定变动范围，如1515-65-65；每；每一种晶体的衍射晶面是固定的，因此它只能一种晶体的衍射晶面是固定的，因

60、此它只能色散一段波长范围的色散一段波长范围的X X射线和适用于一定原子射线和适用于一定原子序数范围的元素分析。序数范围的元素分析。目前，电子探针仪能分析的元素范围是原子目前，电子探针仪能分析的元素范围是原子序数为序数为4 4的铍的铍BeBe到原子序数为到原子序数为9292的铀的铀U U。其中小于氟。其中小于氟F F的元素称为轻元素，的元素称为轻元素，它们的它们的X X射线波长范围大约在射线波长范围大约在18-113 18-113。2、能谱仪EDS 波谱仪是用分光晶体将波谱仪是用分光晶体将X X射线波长分散开来分别加以检射线波长分散开来分别加以检测，每一个检测位置只能检测一种波长的测，每一个检测

61、位置只能检测一种波长的X X射线。而能射线。而能谱仪与此不同，它是按谱仪与此不同，它是按X X射线光子能量展谱的。射线光子能量展谱的。其关键部件是锂漂移硅固态检测器其关键部件是锂漂移硅固态检测器(Si(Li)(Si(Li)检测器检测器)。锂漂移硅锂漂移硅Si(Li)Si(Li)探测器探测器 Si(Li)Si(Li)探测器探测器处于低温真空处于低温真空系统内，前方系统内，前方有一个有一个7-8 7-8 m m的铍窗。的铍窗。由试样出射的具有各种能量的由试样出射的具有各种能量的X X光子光子)相继经相继经BeBe窗射入窗射入Si(Li)Si(Li)内，在内，在I I区产区产生电子生电子-空穴对。每

62、产生一对电子空穴对。每产生一对电子-空穴对，要耗费掉空穴对，要耗费掉X X光子光子3.8 eV3.8 eV的能的能量。因此每一个能量为量。因此每一个能量为E E的入射光子的入射光子产生的电子产生的电子-空穴对数目空穴对数目N NE/3.8E/3.8。不同的不同的X X射线光子能量产生的电子射线光子能量产生的电子空穴对数不同空穴对数不同实现能量分散实现能量分散能谱仪的任务原理 NaClNaCl的扫描形貌像的扫描形貌像 能谱曲线能谱曲线波谱仪和能谱仪的比较 波谱仪分析的元素范围广、探测极限小、分辨率高，波谱仪分析的元素范围广、探测极限小、分辨率高，适用于准确的定量分析。其缺陷是要求试样外表平适用于

63、准确的定量分析。其缺陷是要求试样外表平整光滑，分析速度较慢，需求用较大的束流，从而整光滑，分析速度较慢，需求用较大的束流，从而容易引起样品和镜筒的污染。容易引起样品和镜筒的污染。能谱仪虽然在分析元素范围、探测极限、分辨率等能谱仪虽然在分析元素范围、探测极限、分辨率等方面不如波谱仪，但其分析速度快，可用较小的束方面不如波谱仪，但其分析速度快，可用较小的束流和微细的电子束，对试样外表要求不如波谱仪那流和微细的电子束，对试样外表要求不如波谱仪那样严厉，因此特别适宜于与扫描电子显微镜配合运样严厉，因此特别适宜于与扫描电子显微镜配合运用。用。目前扫描电镜与电子探针仪可同时配用能谱仪和波目前扫描电镜与电子

64、探针仪可同时配用能谱仪和波谱仪，构成扫描电镜谱仪，构成扫描电镜-波谱仪波谱仪-能谱仪系统，使两种能谱仪系统，使两种谱仪优势互补，是非常有效的资料研讨工具。谱仪优势互补，是非常有效的资料研讨工具。四、电子探针仪的分析方法及运用 1电子探针仪的分析方法电子探针仪的分析方法 电子探针分析有四种根本分析方法：定点电子探针分析有四种根本分析方法：定点定性分析、线扫描分析、面扫描分析和定定性分析、线扫描分析、面扫描分析和定点定量分析。点定量分析。准确的分析对实验条件有两大方面的要求。准确的分析对实验条件有两大方面的要求。一是对样品有一定的要求：如良好的导电、一是对样品有一定的要求：如良好的导电、导热性，外

65、表平整度等；导热性，外表平整度等；二是对任务条件有一定的要求：如加速电二是对任务条件有一定的要求：如加速电压，计数率和计数时间，压，计数率和计数时间，X射线出射角等。射线出射角等。(1)定点定性分析 定点定性分析是对试样某一选定点区域定点定性分析是对试样某一选定点区域进展定性成分分析，以确定该点区域内存进展定性成分分析，以确定该点区域内存在的元素。在的元素。其原理如下：用光学显微镜或在荧光屏显其原理如下：用光学显微镜或在荧光屏显示的图像上选定需求分析的点，使聚焦电示的图像上选定需求分析的点，使聚焦电子束照射在该点上，激发试样元素的特征子束照射在该点上，激发试样元素的特征X射线。射线。用谱仪探测

66、并显示用谱仪探测并显示X射线谱。根据谱线峰值射线谱。根据谱线峰值位置的波长或能量确定分析点区域的试样位置的波长或能量确定分析点区域的试样中存在的元素。中存在的元素。CaK(2)线扫描分折 使聚焦电子束在试样察看区内沿一选定直使聚焦电子束在试样察看区内沿一选定直线穿越粒子或界面进展慢扫描，线穿越粒子或界面进展慢扫描，X射线射线谱仪处于探测某一元素特征谱仪处于探测某一元素特征X射线形状。显射线形状。显像管射线束的横向扫描与电子束在试样上像管射线束的横向扫描与电子束在试样上的扫描同步，用谱仪探测到的的扫描同步，用谱仪探测到的X射线信号强射线信号强度计数率调制显像管射线束的纵向位度计数率调制显像管射线束的纵向位置就可以得到反映该元素含量变化的特征置就可以得到反映该元素含量变化的特征X射线强度沿试样扫描线的分布。射线强度沿试样扫描线的分布。(2)线扫描分折 通常将电子束扫描线，特征通常将电子束扫描线，特征X X射线强度分布曲线重叠于二次电射线强度分布曲线重叠于二次电子图象之上可以更加直观地阐明元素含量分布与形貌、构造子图象之上可以更加直观地阐明元素含量分布与形貌、构造之间的关系。之间的关系。Ba