EDS原理

能量分散式X螢光光度計

EDX(energy dispersive x-ray fluorescents spectrometer):

EDX原理:

X-射線能譜（EDS）

目前，X射線能譜分析儀（EDS）已成為電子顯微鏡的一個基本附件，其工作原理是利用電子顯微鏡的高能電子束與被觀察試樣相互作用產生X射線，能譜分析儀將這些信息捕獲、處理及分析，從而能獲得試樣成份的定性、半定量，甚至定量結果。由于電子顯微鏡具有很高的空間分辨率，使能譜分析可以在微米甚至納米尺度下進行。同時，通過線掃描和面分布等功能可以獲得直觀的成份分布特征，這些特點是其它成份分析手段無法替代的。隨著各儀器廠商對能譜分析儀的不斷改進，現在新一代能譜儀（EDAX）已將成份分析、微區晶體取向分析和圖像處理及分析集成于一體，極大地提高了儀器的分析性能，使之成為顯微分析不可缺少的附件

掃描式電子顯微鏡(SEM)原理

掃描式電子顯微鏡(SEM) 由於接收物體表面所釋出的電子〃作為呈像的依據，加上有較長的景深、對於物體表面三度空間之微細結構的觀察，提供了非常真實而方便的研判。

掃描電顯主要包括兩部分，一為提供並聚集電子於標本上，產生訊息的主體〃主體包含電子槍、電磁透鏡、樣品室及真空系統。二為顯示影像的顯像系統。電子槍所產主的電子〃經過電磁透鏡，聚成極小的電子探束後，照射於標本上〃探束深入樣品表面，形成一作用體積，並在不同層面，釋出歐傑電子、二次電子、背向散射電子以及X射線。

掃描電子顯微鏡的工作原理:

掃描電鏡的工作原理。在高電壓作用下，從電子槍射出來的電子束經聚光鏡和物鏡聚焦成很細的高能電子束,在掃描線圖的作用下,在試片的表面上作用掃描，電子束與試片表層物質相互作用，產生背散電子〃二次電子等各種信息，探測器將這些信息接收，經放大器放大，送到陰極射線管(顯像管)的極，調製顯像管的亮度。

掃描電鏡的放大倍數，等於電子束在顯像上的掃描寬度與在試樣上的掃描寬度的比值。設顯像管的屏為正方形，邊長為電子束在試樣上的掃描面積也為正方形。因為顯像屏的尺寸是固定的，要改變放大倍數，必須改變試樣上的掃描面積，例如

需要增大放大倍數，必須使試樣上的掃描面積減小，這是通過改變掃描線圈的電流來實現的。

掃描電鏡的一個很大優點是，景深大，便於研究粗糙的試樣表面，或斷口的外貌，景深是指試樣上平行電子束光軸方向的長度，在這個長度範圍內，試樣上各點的圖像均可聚焦清楚。景深取決於電子束的發散度，發散度越大，景深越小。所以，當探針

尺寸固定時，放大倍數與電子束的發射角越小，景深越小。有時為了觀察某個形貌特徵，需要一定的放大倍數和探針尺寸，此時孔徑角是唯一可調的參數，為了增加景深，就要減少孔徑角。

從提高分辨率看，孔徑角越小越好，即選用鏡可能小的光柵孔徑和大的工作距離。但是，這樣做的結果導致電子束過細，電流變小，降低照射強度，激發出的信號很弱，使圖像變暗，亮度降低，反而會使分辨率下降。所以，在實際的工作中要根據研究目的，適切地選擇各種參數，以獲得最佳的圖像。

SEM運作原理:

電子槍內之燈絲發射之電子經由陽極以約0.2~30kV之電壓加速, 再經由通常包括1~2個電磁透鏡使電子聚焦成一微小之電子束再由物鏡聚焦至試片上.掃描線圈通常位於物鏡附近,使電子束掃描過試片表面.電子束沿著試片上做直線掃描,而

同時在陰極射線管(CRT)對應著一條水平掃描線,即試片和陰極射線管之間係一對

一的同步掃描.

如上所述,SEM成像實際上並未經由任何透鏡,像之放大完全由掃描線圈控制掃描試片上之面積大小決定,放大倍率即為陰極射線管上影像大小與掃描過試片表面大小之比,此種成像原理與傳統光學及TEM不同,其並非真正成像, 因真正像必須有真實的光路徑連接至底片.故對SEM而言,像之形成係由試片空間經轉換到CRT空間而成.故任何入射電子束與材料所引起之訊號(二次電子,背向電子,穿透電子,X-ray,陰極發光,吸收電流等等,只要可迅速收集而轉換成電訊號,皆可在CRT上成像.