SEM原理及其应用领域概述

扫描电子显微镜:探索微观世界的强大工具

扫描电子显微镜(SEM)是一种大型电子显微镜成像系统,其工作原理基于阴极发射的电子束轰击样品表面,激发出多种物理信息。这些信息经过收集放大后,在显示屏上形成相应的图形,让我们能够观察到材料的微观结构。

SEM的原理及应用

电子与固体作用

扫描电子显微镜利用高能电子束轰击样品表面,产生二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征X射线等多种物理信息。这些不同种类的电子对样品的形貌、成分和化学元素分布有不同的敏感性,使得扫描电子显微镜能够用于多种材料分析。

二次电子:主要来源于样品表面5~10nm深度范围内的原子核外电子,对样品表面形貌敏感,能显示样品的表面形貌。背散射电子:被固体样品中的原子核反弹回来的入射电子,包含弹性背散射电子和非弹性背散射电子,能反映化学元素成分的分布。

特征X射线:原子内层电子跃迁过程中释放的电磁波辐射,能反映物质的化学成分。俄歇电子:由原子内层电子能级跃迁的能量将另一电子打出,形成具有特征的俄歇电子,适用于表层化学成分分析。

扫描电镜结构

扫描电子显微镜在材料科学、生物医学、半导体工业等领域有着广泛的应用。通过调整不同的信息检测器,可以获取物质的微观形貌和化学成分信息,为科研和工业生产提供了强大的支持。

在焊点或互连失效分析方面,扫描电子显微镜能观察焊点金相组织,测量金属间化合物,进行断口分析,以及可焊性镀层分析和锡须分析测量。

在金属断口分析方面,扫描电子显微镜可以观察材料断裂的原因及过程,为材料科学研究提供重要信息。

在显微结构分析方面,扫描电子显微镜能够清楚地反映和记录原始材料及其制品的显微形貌、孔隙大小等微观特征,是观察分析样品微观结构的有效方法。