新型扫描电镜最佳工作参数的模拟

扫描电子显微镜中的背散射电子信号强度与原子序数大小成正比 ,在尝试利用背散射电子信号来获取样品表面的原子序数衬度分布时 ,未经精细抛光样品表面形貌的起伏对背散射率有明显的影响 ,甚至在平均原子序数较小的区域可能会探测到对应较大原子序数的背散射电子信号。为防止这一现象的发生 ,已有一种新型的分析扫描电子显微镜问世[1,2 ] ,该电镜具有二级电磁透镜系统 ,经第一级透镜初聚的电子束再经物镜聚焦到样品表面 ,背散射电子的探测系统位于两透镜之间 ,背散射电子和入射电子经一弱磁场分开后进入探测系统 ,因此该电镜可探测 1 80°左…     

Pt/C催化剂颗粒体系SEM成像的计算机模拟

Pt纳米颗粒/C基底体系是典型的纳米催化剂应用体系,本文采用蒙特卡罗方法模拟了该体系的扫描电子显微镜成像。给出了不同尺度的Pt纳米颗粒在C基底中不同深度下二次电子和背散射电子成像的衬度。计算结果显示：(1)在PI／C衬度的形成中,材料的原子序数衬度而不是形貌衬度起了主要作用：(2)只有分布在C基底表面或者表面以下很浅深度内(大约三倍颗粒直径)的Pt颗粒才可以在二次电子信号中被观察到,而背散射信号中则可以观察到更深的Pt颗粒(大约五倍颗粒直径);(3)当颗粒尺度小于几十纳米时。其二次电子信号衬度与通常微米尺度的情形有很大不同,最亮处位于颗粒的中央而不是边缘,且随着颗粒尺度的降低。二次电子产额绝对值也相应降低。     

扫描电子显微镜中吸收电流像的应用

扫描电镜(SEM)具有多种成像模式,二次电子像和背散射电子像是最常用的模式。这两种像的衬度均与试样—检测器的几何位置有关,具有不同程度的阴影效应。吸收电流像与试样—检测器的几何位置无关,无阴影效应。对均匀的电惰性材料,吸收电流像与发射电流像(二次电子像和背散射电子像)的衬度互补。对半导体和磁性材料,没有这种互补关系。本文根据吸收电流像的特点,对均匀电惰性材料用吸收电流信号作为附加模式,用两次曝光技术对二次电子像中不易得到的形貌细节补偿,获得了清晰的图像。图1—4是对黄铜试样垫上的激光孔补偿前后的对比。我们还用吸收电流像观察了多相合金表面成份分布和半导体材料中的势垒电子伏特效应。实验结果表明吸收电流像主要有以下几种应用:     

蒙特卡洛模拟方法在扫描电子显微学中的应用

用于模拟固体中电子散射轨迹的蒙特卡洛方法已经在电子探针、电子束微分析和电子束光刻等领域得到极其广阔的应用。扫描电子显微学中，借助于该方法我们可以从理论上系统地研究二次电子和背散射电子的信号产生和发射过程，从而理解各种衬度形成的物理机制。     

结合体构造的Monte Carlo方法模拟扫描电镜成像衬度

扫描电镜中的低能二次电子信号主要反映试样的表面形貌特征，而较高能量的背散射电子信号既包含了试样的表面信息，也可表征试样的结构差异和内部成分。对二次电子和背散射电子信号产生过程的计算模拟研究有助于理解扫描电子显微镜的成像机制和图像衬度机理，但现在的计算一般仅局限     

扫描电子显微学中二次电子发射过程的蒙特卡洛模拟

利用蒙特卡洛模拟固体中电子散射轨迹的计算方法，系统地研究了扫描电镜中二次电子信号的发射过程。该模拟电子与固体相互作用的蒙特卡洛模型包含了级联二次电子产生的过程，并且采用光学介电函数方法描述电子的能量损失和相伴的二次电子激发。由于模拟计算可以给出背散射电子和二次电子的绝对产额，以及它们随加速电压和样品的原子序数的变化关系，因此可以用于模拟元素衬度和形貌衬度像。还计算得到了关于二次电子产生和发射的其它分布，并与实验结果作了比较。     

应用背散射电子象进行金矿鉴定的实验研究

利用广角背散射电子探头和X射线能谱仪相结合的方法,在扫描电镜上进行了金矿鉴定的实验研究。从金矿采集的试样中发现了该矿中金的三种存在形式,即自然金、银金矿和碲金矿,並分析了它们的含金量的百分比。研究结果表明,这种方法比较简捷,在确定金矿中金的存在形式及其生成环境方面,可为了解和研究金矿提供有意义的信息,可以和化学分析方法相结合,作为鉴定金矿的一种辅助手段。文中对本方法的优缺点及今后进一步的工作提出了自己的看法。     

复杂形貌试样的扫描电镜成像衬度模拟

Monte Carlo方法可用于模拟计算扫描电子显微学中材料的表面形貌像衬度，通过模拟电子在试样内部和表面附近的散射和输运过程，从而得到二次电子和背散射电子的信号，它们既反映了试样的表面形貌特征，在一定程度上还表征了试样的内部成分和结构差异。     

GaN薄膜电子声成像和电子背散射衍射研究

采用扫描电声显微镜(SEAM)和电子背散射衍射(EBSD)对异质外延在Al2O3衬底上GaN界面区域成像测试分析。异质外延失配应力导致在Al2O3和GaN界面附近的微区晶格畸变在SEAM的声成像中可以清楚看到,而且受应力影响集中区域的微区衬度差异明显。利用EBSD色带图及质量参数分析了失配应力变化,晶格应变和弹性形变在200nm内可以得到释放。     

亚共晶Al-Si合金初生相的EBSD表征

利用电子背散射衍射(EBSD)技术对亚共晶Al-Si合金进行了表征.根据晶界成像图与花样质量成像图提取了初生α-Al相的取向数据,通过合理设置晶界临界值与带衬度值均可获得可靠的结构参数统计结果,提取出的初生α-Al相信息可以方便地分析其含量、形态、尺寸、分布以及取向等信息.     

低能电子束照射集成电路芯片时的静态电容衬度分析

在研究低能电子束照射绝缘物时在二次电子返回特性的基础上,通过绝缘物表面照射微区和衬底之间的有效电容,获得了表面电位和二次电子信号电流在表面电荷积累过渡过程中随照射条件的变化关系,建立了电子束照射覆盖有绝缘膜的IC芯片时形成静态电容衬度的理论模型.从理论上分析了电子束照射条件和芯片内部形貌、材料参数对静态电容衬度的影响,解释了在扫描电镜实验中的最大衬度现象及其对应的最佳电子照射条件.     

微细复合金属线材的电子显微分析技术

用电子探针剖析成份结构复杂、多相质软的微细复合金属线材,制样和分析都需要特殊技术。根据高原子序数衬度分辨率的截面图像,分清单相还是多相,单相用常规分析法定量,多相一般要用RUSS法定量,否则结果不准确。常规探针制样因污染得不到高原子序数衬度分辨率的图像。本文用显微切削法抛光样品剖面,见图1、2。对二个试样作了定量分析,结果见表。试样1芯部一个相尺寸小于探针分析点,邻相元素(snPb)被同时激发,据Zn与Sn和Pb在溶度极低,得该相实际只含Zn元素。对分析层厚小于探针分析点的夹层,沿界面切削可获得大于分析点的夹层分析面。     

低能电子束照射集成电路芯片时的静态电容衬度分析

在研究低能电子束照射绝缘物时在二次电子返回特性的基础上,通过绝缘物表面照射微区和衬底之间的有效电容,获得了表面电位和二次电子信号电流在表面电荷积累过渡过程中随照射条件的变化关系,建立了电子束照射覆盖有绝缘膜的IC芯片时形成静态电容衬度的理论模型.从理论上分析了电子束照射条件和芯片内部形貌、材料参数对静态电容衬度的影响,解释了在扫描电镜实验中的最大衬度现象及其对应的最佳电子照射条件.     

Monte Carlo模拟有特殊几何边界试样的扫描电镜成像衬度

扫描电子显微镜对于研究材料的表面形貌非常重要。低能二次电子主要反映试样的表面形貌特征，而较高能量的背散射电子既可在一定程度上反映试样的表面特征，也可表征试样的内部成分和结构差异。采用Monte Carlo计算模拟方法可以研究电子在有几何边界的试样表面附近及内部的相互作用过程，从而得到二次电子和背散射电子信号的各种分布，这将有助于理解扫描电子显微镜的成像机制和图像衬度机理。     

高质量SEM象获得及象缺陷处理(综述)

高质量扫描图象的特征是分辨能力高、象质好(衬度适中、象面平滑)、焦深大(图象边缘及深度方向清晰)。为了获得高质量SEM图象除对仪器工作条件(加速电压、入射电子束流、二次电子检测和放大、工作距离、象散校正、物镜光阑孔径、试样倾斜、扫描速度和线数、拍照时间等)作精心选择外,还必须充分考究观察试样的性质、形状及其制备方法。实际观察中,由于试样性质和观察目的不同,所选的仪器工作条件不一定是理论上的最佳条件(如电子束斑直径与入射电子束流之间的关系、工作距离与焦深的关系、分辨能力与象质的关系等)。本文列举大量实验事实(附有照片)著重探讨导电试样和非导电试样(无重金属蒸涂膜或有重金属蒸涂膜)     

能量分析器及其对电位衬度的线性校正

引言电子束检测比机械探针检测优越性多,是对大规模集成电路进行动态测试和失效分析的有效手段。然而用普通的扫描电镜难于对电位衬度进行定量测量,因为它获取信号的机理与机械探针不同,如图1所示。如果不计电抗效应,那么金属探针探测的电压Vi应与样品电位Vo相等。而电子束检测是通过入射电子轰击样品,激发出二次电子,然后二次电子被探头接收并转换成电信号来实现。Vo与Vi之间的关系受下列诸因素的影响:     

急冷Mn—Si—Al中八次准晶中的反相畴界的观察

自从在急冷的Cr-Ni-Si合金中首次发现八次对称准晶后,在急冷的Mn-Si-Al合金中也观察到了八次准晶,且后者准晶颗粒比前者大,因此可以通过衍衬方法来研究Mn-Si-Al合金中准晶相的缺陷。图A是当电子束平行于八次轴方向入射时得到的八次对称衍射谱的四分之一部份,对该谱的衍射点逐个进行暗场成象分析,结果发现衍射斑点可以分为四类(a.b.c.d)。在a类点的暗场象中看不见黑线似的反相畴界衬度,如图B和图C所示。在b类点成象的暗场象中能看到图D所示的黑线似的反相畴界的衬度,c类点的暗场象则给出图E示的反相畴界衬度。我们从图D和图E可看出,b类点的畴界衬度在c     

双相TiAl基合金的高温位错滑移特征

TiAl基合金被视为最具潜力的航空航天用轻质高温结构材料[1]。为此,深入理解其高温变形机理具有重要的理论和实际指导意义。本文主要应用TEM对双相TiAl基合金800℃压缩变形组织进行衍衬分析,研究双相TiAl基合金高温位错结构特征。图1是Ti-48Al合金800℃压缩变形2%后,γ相中位错结构的一组TEM衍衬分析照片。由图1可见,变形组织中存在较高密度的位错。当操作反射矢量g=002时,普通位错不可见,可清楚地看到该区域内存在的超点阵位错,如图1(b)所示。在图1(b)中不显示衬度的位错,在操作反射矢量g=113时同样不显示衬度,如图1(c)所示。可见图1…     

利用SEM进行X射线显微照像

本文的工作是利用扫描电镜的扫描电子束,轰击Cu、Al和C靶,以产生不同波长的X射线,用这种软X射线投射到生物样品上,可以得到生物试样(树叶和蚊子)的X光透射像。我们曾用Cu做靶,产生X射线照射到树叶等生物样品上,得到了它们的图像。本工作报导利用日立公司x—650电镜,在20kV电压,样品电流100nA,曝光时间20分钟,8盲色片作为接收底片,用Cu、Al和C靶进行比较,对家蚊和树叶进行照射,得到图1的X射线透射像。从图中可以看到,当实验条件不变只改变不同的靶材料时,图像的衬度不同。C作为靶材料所得到树叶的图像不仅可清楚地显示粗,细叶脉的形貌还可以看到叶片上木同衬度的细节,Al靶差些,Cu靶更差,只能看到树叶的整体形貌,其原因主要是由于用C靶做为X光射发靶,可产生4.4nm波长的标识X光,     

在背反射电子象中物质衬度效应的数学分析

衬度效应分析是对扫描电子象进行定量分析的理论基础。本文是从背反射电子的基本性质出发,从理论上推导了背反射电子象的物质衬度效应(或称原子序数衬度效应)的数学关系。在推导过程中,为了便于同检测系统几何学结合起来,采取了如下坐标系:x轴∥行扫描方向;y轴∥检测器的中心轴线,且对准检测器的背反射电子轨道是在oyz平面上;z轴∥扫描电镜的光轴。并考虑在被分析试样上有一小平面,其法线矢量H_i可以用方位角(ξ_i,φ_i)来描述,其中方位角ξ_i是H_i在oxy面上投影轴与x轴