优尔鸿信检测实验室配备有场**扫描电镜、钨丝灯扫描电镜、FIB聚合离子束、工业CT等用于电子和半导体行业检测设备,可开展电子元器件和半导体芯片质量检测与失效分析服务。
应用领域:扫描电镜广泛应用于金属材料、涂层、半导体、生物医学等领域的表面和界面研究。
扫描电镜原理:
扫描电镜利用高能量电子束轰击样品表面,激发出样品表面的物理信号,再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息,可对陶瓷、金属、粉末、塑料等样品进行形貌观察和成分分析。
扫描电镜测试项目:
SEM:形貌观察,利用背散射电子(BEI)和二次电子(SEI)来成像。
EDS:成分分析(半定量),通过特征X-RAY获取样品表面的成分信息。
样品要求:
1.试样为不同大小的固体(块状、薄膜、颗粒),并可在真空中直接进行观察。
2.试样应具有良好的导电性能,不导电的试样,其表面一般需要蒸涂一层金属导电膜
扫描电镜的运用:
扫描电镜相关测试常和切片技术结合一起做相关测试,如:
IMC观察
锡须观察
表面成分分析
异物分析
微观尺寸量测
金属镀层/涂层厚度检测
制样步骤
取样
尺寸限制:样品体积不宜过大,以减少不必要的观察量。
前处理
干燥:对含水或湿润的样品进行干燥处理。
除尘去屑:样品表面的灰尘和碎屑,以免影响观察效果
固定/制样
通过固定处理保持样品的原始形态和结构,或者通过灌胶(微小样品)等方式固定样品。
清洗
样品的表面残留和其他杂质,如超声波清洗法。
喷涂导电层
增强样品的导电性,确保扫描电镜观察时电子束的正常路径,避免电荷积累和放电现象导致的图像不清晰。
在真空条件下使用离子溅射仪喷涂一层金属导电膜(如金、铂、碳等),厚度一般根据扫描电镜类型和观察需求确定。
上镜观察
将准备好的样品放入扫描电镜中进行观察和分析。
扫描电镜测试的运用:
SEM形貌观察:
观察纳米材料的结构、颗粒尺寸、分布、均匀度及团聚情况;
观察高分子材料的粒、块、纤维、膜片及其制品的微观形貌,以及异常分析;
观察金属材料的微观组织,如马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体等;
分析金属材料表面的磨损、腐蚀和镀层厚度等;
观察断口形貌,揭示断裂机理,如疲劳断裂等;
分析陶瓷材料的原料、成品的显微结构及缺陷,观察晶相、晶体大小、杂质、气孔及孔隙分布等
观察生物细胞、组织,如膜结构、细胞质和细胞器等。
结合切片技术,分析PCB板IMC厚度、锡须观察等
EDS成分分析:
分析纳米材料的微区成分,确定其组成;
测定微量颗粒成分,如异物成分分析;
结合切片技术,测试金属镀层成分;
清洁度滤膜颗粒成分分析等
场**扫描电镜(FE-SEM)是一种高分辨率的电子显微镜,广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。
工作原理
电子源:FE-SEM使用场**电子源,通过强电场从尖锐的钨针尖或单晶LaB6**电子,产生高亮度、高相干性的电子束。
电子束聚焦:电子束经过电磁透镜系统聚焦,形成细的探针,扫描样品表面。
信号检测:电子束与样品相互作用,产生二次电子、背散射电子等信号,探测器接收这些信号并形成图像。
主要特点
高分辨率:FE-SEM的分辨率通常可达1 nm以下,能够观察纳米级结构。
高放大倍数:放大倍数可达百万倍,适合观察微小细节。
多种信号模式:除了二次电子成像,还可以进行背散射电子成像、能谱分析(EDS)等。
样品准备
导电性:非导电样品需要镀金或碳等导电层,以避免电荷积累。
尺寸:样品尺寸需适合样品台,通常不**过几厘米。
干燥:生物样品通常需要脱水处理,或使用低温冷冻技术。
应用领域
材料科学:观察材料的微观结构、表面形貌、晶体缺陷等。
生物学:研究细胞、组织、微生物等的**微结构。
纳米技术:表征纳米颗粒、纳米线、薄膜等纳米材料的形貌和尺寸分布。
测试步骤
样品准备:根据样品性质进行适当的预处理。
装载样品:将样品固定在样品台上,确保稳固。
抽真空:将样品室抽真空,通常**10^-5 Pa。
调整参数:设置加速电压、束流、工作距离等参数。
扫描成像:选择合适的区域进行扫描,获取图像。
数据分析:对图像进行分析,提取所需信息。
注意事项
样品污染:避免样品污染,保持样品室清洁。
参数优化:根据样品特性优化测试参数,以获得图像质量。
安全操作:遵循设备操作规程,确保安全。
通过FE-SEM测试,可以获得样品表面的高分辨率图像和丰富的微观结构信息,为科学研究和技术开发提供重要支持。
扫描电镜的测试项目涵盖了从形貌观察到成分分析、从微观结构到三维重建的多种功能,广泛应用于材料科学、生物学、地质学、纳米技术等领域。根据具体需求,可以选择合适的测试项目进行分析。
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