場發(fā)射掃描電鏡的理論與實踐

第 1 章 掃描電鏡基礎理論 1
1.1　電子束與物質(zhì)的相互作用　1
1.1.1　電子束成像　1
1.1.2　電子束照射樣品　2
1.1.3　彈性散射　4
1.1.4　非彈性散射　6
1.1.5　電子束與物質(zhì)相互作用體積的估算　9
1.2　背散射電子的產(chǎn)生與性質(zhì)　11
1.2.1　背散射電子的來源　11
1.2.2　影響背散射電子信號的因素　11
1.2.3　背散射電子的分布　15
1.3　二次電子的產(chǎn)生與性質(zhì)　20
1.3.1　二次電子的來源　20
1.3.2　二次電子的能量分布　20
1.3.3　二次電子的逸出深度　22
1.3.4　二次電子產(chǎn)額與原子序數(shù)的關系　23
1.3.5　二次電子產(chǎn)額與樣品傾轉(zhuǎn)角的關系　24
1.3.6　二次電子產(chǎn)額與入射電子束能量的關系　25
1.3.7　二次電子的角分布　27
1.3.8　二次電子的空間分布特性　28
1.4　特征 X 射線的產(chǎn)生與性質(zhì)　30
1.4.1　特征 X 射線產(chǎn)生原理　30
1.4.2　熒光產(chǎn)額　33
1.4.3　特征 X 射線族　34
1.4.4　特征 X 射線的命名　35
1.4.5　特征 X 射線強度　36
1.5　連續(xù) X 射線的產(chǎn)生與性質(zhì)　39
1.5.1　韌致輻射強度　40
1.5.2　X 射線的完整能譜　41
1.5.3　產(chǎn)生 X 射線的電子射程范圍　42
第　2 章 掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和成像原理　44
2.1　掃描電鏡的結(jié)構(gòu)　44
2.1.1　電子光學系統(tǒng)　44
2.1.2　信號收集系統(tǒng)　49
2.1.3　圖像顯示系統(tǒng)　49
2.1.4　真空系統(tǒng)　50
2.1.5　電源供給系統(tǒng)　50
2.2　掃描電鏡探測器　50
2.2.1　背散射電子和二次電子的特性　50
2.2.2　背散射電子探測器　52
2.2.3　二次電子探測器　55
2.2.4　樣品本身作為探測器　62
2.2.5　探測器參數(shù)　63
2.3　掃描電鏡圖像形成原理　66
2.3.1　通過掃描創(chuàng)建圖像　66
2.3.2　分辨率　69
2.3.3　放大倍數(shù)、圖像尺寸和標尺　71
2.4　掃描電鏡圖像　72
2.4.1　背散射電子像　72
2.4.2　二次電子像　75
2.4.3　掃描電鏡圖像校準　79
2.5　電子束參數(shù)　80
2.5.1　電子束能量　81
2.5.2　電子束束斑直徑　83
2.5.3　電子束束流強度和束流密度　84
2.5.4　電子束會聚角　84
2.5.5　電子束立體角　86
2.5.6　電子束亮度　88
2.5.7　聚焦狀態(tài)與工作距離　90
2.6　掃描電鏡的成像模式　91
2.6.1　高景深模式　91
2.6.2　高束流模式　94
2.6.3　高分辨率模式　95
2.6.4　低加速電壓模式　98
第　3 章 掃描電鏡的調(diào)試和參數(shù)選擇　101
3.1　掃描電鏡調(diào)試　101
3.1.1　機械對中　101
3.1.2　電磁對中　102
3.1.3　像散校正　103
3.2　工作參數(shù)選擇　107
3.2.1　探測器　108
3.2.2　模擬背散射　111
3.2.3　加速電壓　118
3.2.4　減速模式　121
3.2.5　工作距離　124
3.3　掃描電鏡圖像缺陷　128
3.3.1　圖像散焦　128
3.3.2　荷電　129
3.3.3　輻照損傷　141
3.3.4　莫爾干涉條紋　143
3.3.5　樣品污損　144
第　4 章 掃描電鏡樣品制備　146
4.1　粉末樣品的制備　148
4.1.1　超聲分散法　148
4.1.2　直接分散法　151
4.2　截面樣品的制備　151
4.2.1　截面樣品臺　152
4.2.2　硅片上沉積膜的截面樣品制備　153
4.2.3　玻璃片上沉積膜的截面樣品制備　155
4.2.4　金屬薄片基底上沉積膜的截面樣品制備　157
4.2.5　鋰電池正負極材料的截面樣品制備　159
4.2.6　厚膜截面樣品制備　161
4.2.7　陶瓷微球截面樣品制備　163
4.2.8　軟膜截面樣品制備　164
4.3　磁性材料樣品的制備　166
4.4　生物樣品的制備　168
4.5　噴鍍導電涂層　169
4.6　樣品清洗　170
第　5 章 場發(fā)射掃描電鏡在生物、環(huán)境和材料領域中的應用　174
5.1　在植物花粉研究中的應用　174
5.1.1　樣品制備　175
5.1.2　掃描電鏡參數(shù)選擇　175
5.1.3　幾種植物花粉的形貌　177
5.2　在納米材料研究中的應用　178
5.2.1　樣品制備　178
5.2.2　納米 ZnO　179
5.2.3　納米 TiO2　182
5.2.4　納米 PbS184
5.2.5　其他納米化合物　186
5.3　在 PM2.5 顆粒物研究中的應用　188
5.4　在建筑材料研究中的應用　192
5.5　在沉積膜研究中的應用　196
5.5.1　Fe 和 Al2O3 多層膜　196
5.5.2　光學元件　199
5.5.3　TiAlSiN 膜　202
5.6　在磁性粉末研究中的應用　204
5.7　在納米催化劑研究中的應用　206
參考閱讀　210
附錄　書中符號說明　211
后記　213