高壓電子顯微術

高壓電子顯微術是指用加速電壓超過500kV的電子顯微鏡對試樣進行顯微分析的技術。高壓電鏡由照明系統、試樣室、成像系統、觀察室、真空系統、高壓缸和控制部分組成，與常規電子顯微鏡的主要區別在於其加速電壓很高、透鏡的勵磁電流強。

基本介紹

• 中文名：高壓電子顯微術
• 外文名：High voltage electron microscopy
• 性質：科學
• 類別：物理

定義

高壓電子顯微術是指用加速電壓超過500kV的電子顯微鏡對試樣進行顯微分析的技術。

簡介

晶體學取向成像掃描電子顯微術SEM的另一個新發展方向是以背散射電子衍射圖樣(EBSP)為基礎的晶體學取向成像電子顯微術(OIM)。在SEM上增加一個可將試樣傾動約70度的裝置，CCD探測器和數據處理計算機系統，掃描並接收記錄塊狀試樣表面的背散射電子衍射花樣（背散射菊池花樣），按試樣各部分不同的晶體取向分類成像來獲得有關晶體結構的信息，可顯示晶粒組織、晶界和裂紋等，也可用於測定織構和晶體取向。可望發展成SEM的一個標準附屬檔案。1996年美國TSL(TexSemLaboratories,Inc.)公司推出了TSLOIM系統，空間分辨本領已優於0.2μm，比原理相似的電子通道圖樣(ECP)提高了一個量級，在0.4秒鐘內即能完成一張衍射圖樣的自動定標工作。英國牛津集團顯微分析儀器Link-OPAL公司的EBSD結晶學分析系統，已用於Si片上Al連線的取向分析，以判斷其質量的優劣及可行性。

高壓電鏡組成

高壓電鏡由照明系統、試樣室、成像系統、觀察室、真空系統、高壓缸和控制部分組成，與常規電子顯微鏡的主要區別在於其加速電壓很高、透鏡的勵磁電流強。

試樣室

其試樣室很大，可以安裝各種試樣台，如加熱台和冷卻台、各種溫度條件下的拉伸台和低周疲勞台，研究氣體與固體表面作用的環境室及觀察疇壁運動的磁疇附屬檔案等還可以進行動態觀察及攝像記錄。

特點

高壓電子顯微術的主要特點是：

(1)解析度高。點解析度已達到0.1nm；

(2)可觀察較厚的樣品。加速電壓1000kV時，鋼鐵可觀察厚度為2um，鋁為6um，矽為9um；

(3)多光束效應明顯用高階明場像技術能提高衍襯像的解析度，用多束成像技術可增加厚試樣衍襯像的強度和確定材料的晶體學特徵；

(4)用高能電子輻照可模擬原子能用材料的輻照效應，還可有效用於聚合物、生物試樣等輻照敏感材料的結構研究；

(5)特徵X射線譜的信噪比和空間解析度高，電子能量損失的收集效率增加和多次散射的干擾低，能用於納米級區域和超細粒子的結構和組成分析。

發展方向

高壓電子顯微術發展的主要方向是實際材料的高分辨觀察和在原子尺度下進行晶體結構缺陷的動態研究。