⑴ 電子顯微分析技術中,電子的波長有什麼決定 作業
電子是實物粒子(靜止質量不為0的微觀粒子),根據德布羅意的物質波理論,實物粒子也具有波粒二象性。實物粒子的波動性可由下方程描述:
上式中:h為布朗克常數,P為粒子的動量,m為粒子的質量,v為粒子的速度。
因此,在任何情況下,電子的波長是由其速度決定的(電子本身的質量是不變的)。
在顯微鏡等利用電子束的設備中:利用電子槍中陰極所產生的電子在陰陽極間的高壓(25-300kV)加速電場作用下被加速至很高的速度(0.3-0.7倍光速)。也即通過控制電場強度,控制電子的速度,進而控制電子的波長。
⑵ 電子元器件失效分析方法知多少
典型電子元器件失效分析方法
1、微分析法
(1)肉眼觀察是微分析技術的第一步,對電子元器件進行形貌觀察線系及其定位失准等,必要時還可以藉助儀器,例如:掃描電鏡和透射電子顯微鏡等進行觀察;
(2)其次,我們需要了解電子元器件製作所用的材料、成分的深度分布等信息。而AES、SIMS和XPS儀器都能幫助我們更好的了解以上信息。不過,在作AES測試時,電子束的焦斑要小,才能得到更高的橫向解析度;
(3)最後,了解電子元器件襯底的晶體取向,探測薄膜是單晶還是多晶等對其結構進行分析是一個很重要的方面,這些信息主要由XRD結構探測儀來獲取。
2、光學顯微鏡分析法
進行光輻射顯微分析技術的儀器主要有立體顯微鏡和金相顯微鏡。將其兩者的技術特點結合使用,便可觀測到器件的外觀、以及失效部位的表面形狀、結構、組織、尺寸等。亦可用來檢測晶元擊穿和燒毀的現象。此外我們還可以藉助具有可提供明場、暗場、微干涉相襯和偏振等觀察手段的顯微鏡輔助裝置,
以適應各種電子元器件失效分析的需要。
3、紅外顯微分析法
與金相顯微鏡的結構相似,不同的是紅外顯微鏡是利用近紅外光源,並採用紅外變像管成像,利用此工作原理不用對晶元進行剖切也能觀察到晶元內部的缺陷及焊接情況。 紅外顯微分析法是針對微小面積的電子元器件,在對不影響器件電學特性和工作情況下,利用紅外顯微技術進行高精度非接觸測溫方法,對電子元器件失效分析都具有重要的意義。
4、聲學顯微鏡分析法
電子元器件主要是由金屬、陶瓷和塑料等材料製成的,因此聲學顯微鏡分析法就是基於超聲波可在以上這些均質傳播的特點,進行電子元器件失效分析。此外,聲學顯微鏡分析法最大的特點就是,能觀察到光學顯微鏡無法看到的電子元器件內部情況並且能提供高襯度的檢測圖像。
以上是幾種比較常見的典型電子元器件失效分析方法,電子元器件失效直都是歷久彌新的話題,而對電子元器件失效分析是確定其失效模式和失效機理的有效途徑之一,對電子元器件的發展具有重要的意義。
⑶ 材料的表面顯微形貌、表面成分和表面結晶結構的分析有哪些方法,各有什麼特點和用途
掃描電鏡:用於材料顯微形貌分析 詳見http://ke..com/view/691143.htm
透射電鏡:用途同上,詳見http://ke..com/view/691146.htm
能譜儀:用於表面成分 分析,詳見http://ke..com/view/691146.htm
X射線衍射儀:用於表面結晶結構
⑷ 電子顯微鏡分析(TEM and SEM)是指
電子顯微鏡分析技術在冶金學中的成功應用(20世紀30年代末期),為30年後(20世紀70年代初期)在地質學中的應用奠定了基礎,更為半個世紀後構造地質學學科的突破性進展創造了極為有利的條件。電子顯微技術的運用,使得構造地質學家得以重新認識眾多構造帶內變質構造岩,尤其是糜棱岩的成因。從而改變了人們在許多方面的傳統認識,也改變了人們在開展構造研究,尤其是變質岩區構造研究時的思維方式。
透射電子顯微鏡(TEM,transmission electron micros):位錯理論提出(1934)20多年後,1956年,科學家首次成功地在變形礦物顆粒內直接觀察到位錯構造的存在。樣品制備技術影響了電子顯微鏡技術的廣泛推廣與應用。直到70年代初期,離子轟擊減薄技術的應用才推動了對礦物變形微結構的透射電子顯微鏡研究廣泛開展。研究較多的礦物主要是石英、輝石和橄欖石。近來對於碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物及氧化物的研究也在不斷深入。TEM技術對於確定和研究超微域內的微構造特點、研究極細粒物質的顆粒形態與顆粒邊界構造特點是一種非常有用的工具。
TEM廣泛應用於觀察與確定變形岩石顆粒的超微構造型式,即位錯構造的特點(見圖1-10,1-11,1-14~1-17)。觀察位錯的基本類型、形態、組合與分布規律;闡述礦物顆粒的主要變形機制、岩石流變學狀態與構造岩的成因;定量確定變形礦物顆粒內自由位錯的密度,進而判斷岩石穩態變形條件,即古差異應力條件;TEM有效地用於確定變形礦物晶體內的主要滑移系,滑移系統的Burger矢量;結合變形條件闡述礦物蠕變的基本規律。
透射電子顯微鏡樣品制備:詳見第一章位錯研究方法。
掃描電子顯微鏡(SEM,scanning electron micros):掃描電子顯微鏡是根據電子光學原理,用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡,使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。掃描電子顯微鏡利用細聚焦電子束在樣品表面逐點掃描,與樣品相互作用產生各種物理信號,這些信號經檢測器接收、放大並轉換成調制信號,最後在熒光屏上顯示反映樣品表面各種特徵的圖像。
掃描電鏡具有景深大、圖像立體感強、放大倍數范圍大、連續可調、解析度高、樣品室空間大且樣品制備簡單等特點,是進行樣品表面研究的有效分析工具。它廣泛應用於地質樣品的微區成分、形貌和取向的綜合分析,適用於構造地質學、岩石學、礦床學、礦物學和地球化學等多學科的研究工作。尤其將EBSD技術與掃描電子顯微鏡配置於一體,開展晶格優選組構分析,將會成為推動構造地質學新理論誕生的重要途徑。
掃描電子顯微鏡(SEM)是顯微構造分析的有效手段(照片7-002)。目前已開展研究的方面有:①掃描電子顯微鏡應用於成分分析:與電子探針類似,能夠進行微區成分分析,分析顆粒粒徑可以達數微米;②背散射電子圖像反映微細礦物顆粒內部成分結構與變化規律,尤其是顆粒的三維形態特點;③二次電子圖像觀察細小顆粒的三維形態、顆粒表面或顆粒邊界上的微觀特點;④應用Kikuchi Band確定微細礦物晶體顆粒或亞晶粒的定向性(晶格方位);⑤SEM陰極發光分析使得能夠更確切地分析變形結構的顯微特點,探討岩石變形的微觀機制與變形過程。
掃描電子顯微鏡分析樣品制備:掃描電子顯微鏡觀察對於樣品要求基於不同的目的,有所差異。開展樣品表面結構和形貌分析,可以使用原位樣品,但樣品需要清潔。但對於精確的成分分析的樣品,常常需要切製成光片或光薄片,保持表面平整、整潔。對於非導電樣品,需要鍍金或噴碳以獲得更好的觀察和分析效果。新型日立鎢燈絲掃描電子顯微鏡的樣品尺寸可以達到:直徑200mm,高度80mm,可以用來觀察大樣品的表面形態和結構分析。
⑸ 顯微構造分析技術與方法有哪些
近年來顯微構造學學科的迅猛發展,與相鄰學科或相關學科在理論和技術上的飛躍是分不開的。因而作為現代理論(例如金屬學的位錯理論等)和技術(主要包括透射電子顯微鏡技術(TEM)、掃描電子顯微鏡技術(SEM)、陰極發光技術和電子計算機分析技術等)引入的結果,構造地質學在近年的研究中取得了由宏觀構造分析,至小型構造分析、微型構造分析乃至超微構造分析方面的全面發展;實現了對於顯微構造的研究由簡單的定性描述階段發展到定量分析階段的飛躍;進而推動了目前對於構造岩和變質岩成因、地殼岩石圈動力學結構和流變學結構、成礦作用理論以及災害地震孕震與發震機制的深入研究或重新認識。由於意識到現代技術方法的重要地位和作用,許多構造地質學家在深入開展構造地質學研究的同時,還正開展著現代技術方法的應用研究。這一方面促進了現代技術和方法在構造地質學科的更加廣泛運用,也推動了現代構造地質學的飛速發展。具有一定能量的入射電子束轟擊樣品表面時,電子與元素的原子核及外層電子發生單次或多次彈性與非彈性碰撞;會反射、折射或衍射出多種不同形式的粒子。其中,99%以上的入射電子能量轉變成樣品熱能,而其餘約1%的入射能量從樣品中激發出各種信號,包括二次電子、背散射電子、吸收電子、透射電子、俄歇電子、陰極熒光、X射線等(見圖7-1),藉此發展了電子顯微鏡、陰極發光顯微攝像系統及X-射線接收系統。
本文簡單介紹幾種目前人們在構造地質學研究中應用最為廣泛的技術和方法,包括陰極發光分析技術、透射和掃描電鏡技術、EBSD技術等。關於各種方法的基本原理、技術和應用范圍,請參考相關教材和文獻。