扫描电镜原理及应用技术PDF电子书下载

第一章 扫描电子显微镜概述 1

1.1 显微镜的分类 1

1.2 电子与物质的相互作用 2

1.2.1 入射电子在固体物质中的运动 2

1.2.2 入射电子和原子核的相互作用 4

1.2.3 入射电子与原子中核外电子的相互作用 5

1.2.4 入射电子和晶格的相互作用 9

1.2.5 入射电子与晶体中电子云的相互作用 10

1.2.6 电子信息的类型 11

1.3 扫描电子显微镜的工作原理和仪器结构 13

1.3.1 原理方框图 13

1.3.2 真空系统 15

1.3.3 电子枪 16

1.3.4 透镜系统 21

1.3.5 样品室 26

1.3.6 检测—放大系统 27

1.3.7 信号处理和成象显示系统 28

1.4 扫描电镜的成象特点和性质 36

1.4.1 成象的等效几何关系 36

1.4.2 透视学上的伸长缩短效应 38

1.4.3 逐点成象和象元的概念 39

1.4.4 电子学信息成象的特点 40

1.5 扫描电镜的性能及其基本分析技术 40

2.1 概述 44

第二章 扫描电子象的衬度效应和分析 44

2.2 人工衬度效应的控制原理 45

2.2.1 基本原则 45

2.2.2 直流电平控制 45

2.2.3 反衬度控制 46

2.2.4 扩展衬度控制 47

2.2.5 翻转控制 49

2.3 原衬度效应的基本分析 50

2.3.1 电子信息强度和入射电子强度的关系 50

2.3.2 二次电子和背反射电子系数 52

2.3.3 描述信号电流的基本公式 55

2.4.1 基本定义和性质 56

2.4 二次电子象 56

2.4.2 几何衬度 58

2.4.3 电压衬度和电场衬度 61

2.4.4 磁畴衬度（第一类磁衬度） 63

2.4.5 结晶学衬度 65

2.4.6 物质衬度（原子序数衬度） 66

2.4.7 各种弱衬度效应的判别方法 66

2.5 背反射电子象 67

2.5.1 基本定义和性质 67

2.5.2 几何衬度 69

2.5.3 物质衬度（原子序数衬度） 71

2.5.4 磁畴衬度（第二类磁衬度） 73

2.5.6 背反射电子检测器的发展 75

2.5.5 结晶学衬度 75

2.6 其它扫描电子象 82

2.6.1 试样电流象和感生电流象 82

2.6.2 低能损失电子象 83

2.6.3 阴极发光象 85

2.7 小结 86

第三章 扫描电子象质量的控制原理 88

3.1 概述 88

3.2 构成图象质量的因素 88

3.2.1 象元的数目 89

3.2.2 信噪比 90

3.2.3 分辨率 91

3.2.4 焦深 93

3.2.5 反差 94

3.2.6 宽容度 96

3.3 控制图象质量的参数 96

3.3.1 电子探针参数 98

3.3.2 影响检测系统接收效率的参数 101

3.3.3 信号放大和处理系统的控制参数 102

3.3.4 显示系统的控制参数 104

3.4 优质扫描电子象的获得 104

3.4.1 前提 104

3.4.2 图象所要求的最低分辨率的确定 105

3.4.3 获得最大电子探针束流的条件 106

3.4.4 具体控制参数的选择 107

3.5 小结 111

第四章 扫描电镜的立体分析技术 113

4.1 概述 113

4.2 立体摄影原理 113

4.2.1 体视效应 113

4.2.2 拍摄立体对照片的方法 115

4.2.3 注意事项 118

4.3 立体对照片的复合观察 119

4.3.1 基本原则 119

4.3.2 平移试样法的情况 120

4.3.3 倾斜试样法的情况 121

4.4 立体几何特征参数的确定 122

4.4.1 立体几何分析的基本原理 122

4.4.2 平移试样法 124

4.4.3 倾斜试样法 126

4.4.4 沉积污染线法 133

4.5 立体分析技术现状 136

4.5.1 两次拍照的缺点 136

4.5.2 一次完成立体对成象的原理 137

4.5.3 电子计算机控制成象 139

4.6 小结 139

第五章 扫描电镜的成分分析技术 142

5.1 概述 142

5.2 X射线波谱分析 143

5.2.1 基本原理和分析特点 143

5.2.2 谱仪的结构和组成 144

5.2.3 谱仪质量的评价 147

5.2.4 实验中的一些问题 151

5.2.5 分析模式 155

5.2.6 X射线波谱的注释 157

5.2.7 元素成分的定量分析 162

5.3 X射线能谱分析 168

5.3.1 基本原理和分析特点 168

5.3.2 X射线能谱分析系统的结构和组成 170

5.3.3 PHA分析模式 181

5.3.4 MCS分析模式 185

5.3.5 能谱分析系统的质量评价 187

5.3.6 日常操作要点 191

5.3.7 X射线能谱的定性分析和伪峰的识别 197

5.3.8 X射线能谱的定量分析 199

5.4 X射线荧光谱分析 203

5.4.1 基本原理和分析特点 203

5.4.2 在样品室中X射线源的结构 204

5.4.3 最佳工作条件的选择 206

5.4.4 分析结果实例 207

5.5 扫描电镜显微分析技术发展前景 208

5.6 应用 213

第六章 扫描电镜的结晶学分析技术 215

6.1 概述 215

6.2 电子通道花样分析技术（ECP） 216

6.2.1 电子通道效应 216

6.2.2 电子通道效应的理论解释 219

6.2.3 获得电子通道花样的电子光学条件 224

6.2.4 电子通道花样的几何测量和分析 226

6.2.5 电子通道花样的衬度测量和分析 230

6.2.6 应用 232

6.3 电子背散射花样分析技术（EBSP） 234

6.3.1 电子背散射角分布的各向异性 234

6.3.2 获得电子背散射花样的仪器条件 236

6.3.3 电子背散射花样的结晶学注释 238

6.3.4 电子背散射花样与电子通道花样的比较 238

6.4 反射电子衍射技术（RED） 240

6.4.1 掠入射电子的表面衍射现象 240

6.3.5 应用 240

6.4.2 获得反射电子衍射的仪器条件 243

6.4.3 反射电子衍射花样的分析 243

6.4.4 应用 243

6.5 X射线柯塞尔花样分析技术（XKP） 244

6.5.1 晶体对发散X射线束的衍射效应 244

6.5.2 获得X射线柯塞尔花样的实验条件 246

6.5.3 X射线柯塞尔花样的测量和分析 248

6.5.4 应用 249

6.6 各种结晶学分析技术的评价 250

第七章 扫描电镜的专门技术 252

7.1 扫描电镜的电子通道显微术（EPM） 252

7.1.1 原理 252

7.1.2 观察条件和光路 254

7.1.3 应用 257

7.2 扫描电镜的罗伦兹显微术（SELM） 257

7.2.1 原理 257

7.2.2 实现第一类磁衬度观察的条件 261

7.2.3 实现第二类磁衬度观察的条件 262

7.2.4 应用 263

7.3 扫描电镜的镜反射显微术（SEMM） 264

7.3.1 原理 264

7.3.2 实现观察的条件 264

7.3.3 应用 266

7.4 扫描电镜声学显微术（SEAM） 266

7.4.1 原理 266

7.4.2 实现观察的实验条件 269

7.4.3 应用 270

7.5 扫描电镜的X射线投影显微术（XPM） 271

7.5.1 原理 271

7.5.2 实现观察的条件 273

7.5.3 应用 273

7.6 扫描电镜的专门制样技术 274

7.6.1 显示三维物理结构的制样技术 274

7.6.2 斜剖金相面技术 278

7.6.3 蚀坑技术 281

7.6.4 镀膜技术 285

7.6.5 粉末（微粒）样品制备技术 287

8.1 概述 291

第八章 扫描电镜的数字图象处理技术 291

8.2 数字图象的获得和特点 292

8.3 数字图象的质量处理技术 295

8.3.1 基本概念 295

8.3.2 几何畸变的校正 296

8.3.3 消除机械震动噪音 297

8.3.4 图象衬度增强处理 298

8.3.5 图象边缘增强处理 299

8.3.6 提高图象的信噪比 301

8.3.7 提高图象的分辨率 302

8.3.8 图象混合处理 302

8.4 数字图象的定量测量和分析技术 304

8.5.1 自动聚焦 307

8.5 仪器操作与控制 307

8.5.2 自动消象散 309

第九章 扫描电镜的现状和展望 312

9.1 商品生产扫描电镜的近况 312

9.2 KYKY-AMRAY-1000B扫描电镜 314

9.3 高分辩率场发射扫描电镜 316

9.5 低压扫描电镜 322

9.6 数字扫描电镜 323

9.7 频闪扫描电镜 325

9.8 环境扫描电镜 327

9.9 展望 329

9.4 高分辩率分析扫描电镜 390