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扫描电子显微镜(SEM)原理和应用

一、实验室提供的仪器

二、SEM的操作步骤
1、 开水,控制流量。(水龙头拧半圈即够)
2、 开电源,开机30~40分钟,Magnification显示35,表示真空度达到标准。
3、 放气vent,将样品放到载物台上,轻压,用导电胶固定好样品。
4、 Pump down,抽真空
5、 加Accelerating Voltage,选择5V或10V。(实验中,改变电压时应将Filament电流关上,防止打出的电子接受不同的加速电压时不平衡态对灯丝产生影响)
6、 加Filament电流,根据I-V曲线,选择工作点 。调节Spot size旋钮,找到分辨率最好的工作点。
7、 灯丝对中时,用扫描Mode,在 处调节,根据I-V曲线,I越大越佳。
8、 关机:先关灯丝,然后关Accelerating Voltage,关总电源,20分钟后关水。

三、如果灯丝烧断,灯丝更换步骤
1、 vent,放气。
2、 拧松固定螺丝,将电子枪垂直拿起来,然后倒着放在柱体上。
3、 用Wehnelt cap的去除工具,将Wehnelt cap取下,再将工具拿去。
4、 用螺丝刀和六角将灯丝从Wehnelt cap上取下。
5、 更换一个新的灯丝,放入Wehnelt cap中,按着逆序装回去。
6、 在装的过程中,调整灯丝位置,以及各个螺丝的位置,使电子枪准直对着腔体。


四、更换灯丝后,灯丝调准直
1、 抽真空,MAGNIFICATION有示数说明真空度达到要求,设置WD为20mm
2、 先调节电子枪位于腔的中间(对准圆孔)
3、 加速电压设置为25V,按下LSP和EXP按钮,屏幕上出现一条直线,调节BRIGHTNESS可调节其位置。调节使其位于屏幕底部
4、 设置FILAMENT,其指针在大约11点钟位置,指示灯会亮起。(实验中一开始并没有亮,将电子枪后的线扭一下,略微增大旋钮但不要超过两点钟位置,预热一定时间后指示灯亮)。
5、 缓慢顺时针旋转FILAMENT,屏幕上的直线应变为波形曲线并向上移动,但实验中曲线保持不变。保持FILAMENT在一点钟位置一个小时(烧去表面附着物),另外按下PIC,调节SPOT SIZE、CONTRAST以及BRIGHTNESS以获得较好的曝光标记。
6、 顺时针旋转FILAMENT,图像会上下移动,找到第一个峰位置(大约一点钟方向),调节固定电子枪的螺栓使图像位置最高(此时亮度最大),然后找到第二个峰位置(大约两点钟方向),再调节螺栓使图像位置最高,之后图像位置高度不变。考虑呈像和灯丝寿命问题,可取略大于两点钟位置作为工作点,此时得出的图像是相当清晰的。

五、实验拍到的STM针尖图像

一、 准备工作:熟悉一起原理
1、 搜索网络wiki,百度百科等网站,了解SEM的发展历史。
2、 查找文献,了解SEM的工作原理。
3、 仔细阅读SEM的使用说明书,了解仪器各个部分的功能;了解操作平台各个按钮的作用;以及操作中的注意事项。

二、 第一次实验计划
1、 进入实验室,在老师的指导下了解SEM实验室的使用规则(实验室的记录规则、注意事项),SEM使用的基本步骤,和其中的注意事项。
2、 初步操作仪器,包括放气,抽真空,调节加速电压,选择合适的工作电流等。
3、 调节工作台上各功能键(束斑,亮度,对比度,焦距),观察屏幕,了解各个功能键的工作效果。
4、 观察实验室现有的可观察样品。调节到最好工作状态观察样品,用相机记录实验结果。

三、 第二次实验计划
1、 制作羊绒和羊毛样品,利用SEM进行分辨
羊绒是山羊内层的绒毛。羊毛即纺织用毛类纤维,使用量最大的是绵羊毛。羊绒与羊毛相似,均由鳞片层和皮质层构成,但鳞片形态两者有较大的区别。实验希望能够看出其区别。 实验主要难点在于样品制作,主要要满足: A 大小合适,可固定在样品台
B 导电,样品可能需要前期处理,具体操作还不是很清楚
2、 观察某精细芯片表面,分辨各元件
主要是样品制作问题:去除外壳,清洗表面 3、 观察同学做的STM针尖,主要测量针尖的高宽比。
联系做STM针尖实验的同学,在第三周他们做好STM的针尖之后,用SEM观察,检验STM针尖的质量

四、 第三次实验计划
1、 观测未刻蚀SrTiO3(0.1% Nb 掺杂)表面列阵掩膜图形。
2、 观测已刻蚀SrTiO3(0.1% Nb 掺杂)刻蚀点阵图形

2010.5.26
调节仪器,熟悉仪器,观察实验室现有STM针尖,试图观测STO的图形未遂
灯丝烧断,调整实验计划,第二次实验更换灯丝

2010.6.1
更换灯丝,调整灯丝,调节仪器,再次观察实验室现有STM针尖

这么快就有了很多的结果,惊喜啊! — 乐永康 2010/06/04 01:04
建议你们把实验计划也写到这上面来。 — 乐永康 2010/06/04 01:04
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  • 最后更改: 2010/06/04 13:26
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