扫描电镜图象的形成处理和显微分析PDF电子书下载

第一章 概论 1

1.1 扫描电镜的工作原理 3

1.2 扫描电镜中的信号种类 5

1.3 扫描电镜的特性和用途 8

参考文献 10

第二章 电子光学 12

2.1 引言 12

2.2 旋转对称的静电场和静磁场 12

一、旋转对称的静电场 12

二、旋转对称的静磁场 13

2.3 电子光学折射率 14

2.4 高斯电子光学 15

一、傍轴区、傍轴条件和傍轴轨迹 16

二、高斯轨迹方程 16

三、理想成象 17

一、实在基点元素 20

2.5 电子透镜的概念及其基点元素 20

二、渐近基点元素 22

2.6 象差理论 24

一、三级几何象差 25

二、色差 31

三、机械象差、轴上象散 33

四、衍射象差 34

2.7 静电透镜 35

一、轴上电位分布及静电透镜的分类 35

二、热发射三极电子枪 37

三、场发射电子枪 38

2.8 磁透镜 40

一、磁透镜的磁路和结构 40

二、表征磁透镜的极靴形状、激励和电子光学性质的参数 43

三、扫描电镜中的物镜 43

四、新型磁透镜在扫描电镜中的应用 44

参考文献 46

第三章 扫描电镜的构件及其工作原理 48

3.1 电子枪 48

一、亮度 49

二、寿命 51

三、最佳栅偏压 51

四、几种电子枪的性能比较 53

3.2 聚光镜和物镜 53

一、聚光镜的作用 55

二、末透镜——物镜 56

三、末光阑 59

3.3 偏转系统 60

一、扫描与放大 61

二、扫描光栅的旋转与畸变 64

三、电子束的消隐和截断 67

3.4 辅助聚焦系统 68

一、频谱概念 69

二、消象散器 70

三、焦深、动态聚焦和自动聚焦 72

3.5 收集（探测）系统——E.T.探测器 75

3.6 放大系统 79

3.7 真空系统 80

3.8显示单元 81

参考文献 83

第四章 信号电子的发射和二次电子成象 84

4.1 电子的基本散射机制 84

一、弹性散射 86

二、非弹性散射 87

三、多重散射 90

4.2 电子在固体中的穿透和扩散 91

一、电子的失能规律 91

二、电子在固体中的射程 92

三、电子在样品中的作用区 94

4.3 背散射电子的产率 96

一、薄膜样品的背散射 98

二、块状样品的背散射 100

4.4 二次电子的产率 104

一、二次电子产率的实验结论 104

二、简单的理论分析 107

4.5 二次电子象的衬度 109

一、形貌衬度 110

二、成分衬度 112

三、电压衬度 112

四、磁衬度（第一类） 115

4.6 二次电子象的分辨率 116

一、电子探针的直径 117

二、样品的衬度特性 118

三、二次电子的取样区 120

4.7 二次电子象的模拟量处理 121

参考文献 125

第五章 扫描电镜的其它工作模式 126

5.1 背散射电子成象 126

一、背散射电子探测器 126

二、背散射电子象的衬度 129

三、背散射电子象的分辨率 132

5.2 背散射电子的通道图样（ECP） 134

一、电子通道衬度的形成 135

二、电子通道图样所要求的电子光学条件 140

三、获得大单晶ECP和小单晶SACP的实验方法 141

四、电子通道图中的信息 143

五、显示通道（或取向）衬度的显微象 143

5.3 感生电信号模式 145

5.4 阴极荧光技术 147

5.5 扫描透射电子显微模式（STEM） 151

5.6 其它 152

参考文献 154

第六章 扫描电镜的性能检测、使用和维护 156

6.1 扫描电镜的性能检测 156

一、分辨率 156

二、放大倍率 157

三、畸变 157

四、样品台的机械性能 158

五、真空系统的性能 159

六、其它 159

6.2 扫描电镜样品的制备 160

一、样品的制备过程 160

二、表面导电层的覆盖技术 161

6.3 扫描电镜工作条件的选择 168

一、常规工作 168

二、高分辨工作 170

6.4 扫描电镜的操作调整 171

6.5 故障的分析和排除 173

一、第一类故障——没有图象 174

二、第二类故障——图象质量极差 175

6.6 日常维护 178

参考文献 179

第七章 扫描电镜图象处理 180

7.1 引言 180

7.2 数字图象 181

一、连续图象和离散数字图象 181

二、数字化设备 183

三、图象的显示和记录 185

7.3 扫描电镜联机图象处理系统 186

一、联机图象处理系统的结构原理 186

二、联机图象处理系统的优越性 186

7.4 视觉感受的某些限制和假象 188

一、人眼分辨灰度级的限制 189

二、人眼对亮度的对数式感受 190

三、视觉假象 190

7.5 色度学的一些基本概念 191

一、彩色的三个基本参量 192

二、人眼的三种视敏曲线 192

三、三基色原理 193

四、色三角和RGB立方体 194

7.6 图象的表示和变换 195

一、图象的表示 195

二、图象的变换 195

7.7 扫描电镜数字图象的采集 198

一、多帧平均滤波 199

二、一级回归滤波 200

三、Kalman滤波 201

四、三种滤波法的比较 201

7.8 阴影校正 203

7.9 噪声过滤.图象的平滑化 204

一、4-邻域平均 205

二、8-邻域平均 206

三、中值滤波 206

四、利用傅里叶变换去除噪声 206

7.10 扫描电镜图象中定量信息的获得 207

一、线扫描图 208

二、图象强度直方图 209

7.11 扫描电镜图象的增强 210

一、对比度增强 211

二、边缘增强 216

三、彩色增强 221

7.12 图象分析 223

一、灰度分割和二值图象 224

五、分离 225

四、膨胀 225

三、腐蚀 225

二、填充 225

六、合并 227

七、骨架化和粒子边界重构 228

八、二值图象的精细化 228

九、二值图象的组合 229

7.13 X射线面分布象 229

一、数字X射线象的采集 229

二、连续X射线产生的假象 230

三、分离特征X射线和连续X射线的方法——数字滤波法 231

四、死时间修正 232

五、X射线面分布象和线扫描的例子 232

参考文献 233

第八章 X射线能谱分析的基础知识 235

8.1 引言 235

8.2 X射线的基本性质 236

8.3 特征X射线 237

一、产生机理 237

二、临界激发能 240

三、发射线能量 242

四、发射线强度 243

五、特征谱 243

8.4 连续X射线 245

一、产生机理 245

二、连续谱 246

参考文献 247

第九章 Si（Li）X射线能谱仪 248

9.1 引言 248

9.2 能谱仪的结构和工作原理 248

一、概述 248

二、Si（Li）半导体探测器 250

三、前置放大器 256

四、主放大器 257

五、多道脉冲幅度分析器 263

六、能谱系统的“时间”概念 269

9.3 能谱仪的性能指标 270

一、能量分辨率 270

二、其他性能指标 274

9.4 能谱仪的应用 274

一、化学成分分析 274

二、单元素的线扫描 275

三、单元素的面分布 277

9.5 能谱仪的调整和维护 277

一、能谱仪的调整 277

二、能谱仪的日常维护 279

参考文献 280

10.1 引言 282

第十章 定量X射线显微分析的原理和方法 282

10.2 X射线的空间分辨率 283

10.3 X射线的产生 285

一、阻止本领 285

二、电离截面 286

三、X射线发射率 287

四、背散射修正因子 289

10.4 X射线的吸收 292

一、吸收的一般规律 292

二、质量吸收系数 293

三、吸收修正因子f（x） 296

10.5 X射线的荧光 299

一、荧光激发电离比率 299

二、荧光X射线的强度 301

10.6 X射线的强度 302

一、初始强度 303

二、观测强度 305

10.7 定量X射线显微分析 307

一、ZAF修正 308

二、定量分析的方法 309

三、倾斜束的分析 311

10.8 薄样品的分析 313

一、薄样品中产生X射线的特点 314

二、薄样品中X射线的强度 315

三、“比例法”定量分析 316

四、吸收修正和荧光修正 318

五、“连续法”定量分析 321

参考文献 324

第十一章 X射线能谱分析的实验技术 326

11.1 引言 326

11.2 误差和探测极限 326

一、准确度和精度 327

二、峰位和计数的误差 328

三、可探测极限 331

11.3 实验条件的选择 333

一、加速电压的选择 334

二、计数率的选择 335

三、测量时间的选择 336

11.4 定性分析技术 337

一、识别谱峰的一般原则 337

二、识别重叠峰 339

三、识别假峰 340

四、识别和减少杂散辐射 341

11.5 定量分析技术 343

一、背底的扣除 344

二、重叠峰的剥离 349

三、特征峰净强度的计算 351

11.6 对样品的要求 353

参考文献 355