第十五章電子探針十六章其他顯微分析方法

第十五章電子探針十六章其他顯微分析方法第1頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第15章電子探針第2頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針顯微分析簡介電子探針的功能主要是進行微區(qū)成分分析。它是在電子光學和X射線光譜學原理的基礎上發(fā)展起來的一種高效率分析儀器。

其原理是用細聚焦電子束入射樣品表面，激發(fā)出樣品元素的特征X射線，通過分析X射線的波長或特征能量即可知道樣品中所含的元素的種類，通過分析對應X射線的強度，可知道樣品中該元素含量的多少。

由于結構和掃描電鏡相似，常作為附件安裝在掃描電鏡或透射電鏡筒上。第3頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月本章內(nèi)容：1、電子探針的結構及工作原理2、電子探針儀的分析方法及應用3、電子探針顯微分析的優(yōu)勢和特點第4頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針的結構圖中EDS部分為能譜儀；WDS部分為波譜儀。電子探針的主要組成部份1.電子光學系統(tǒng)2.X射線譜儀系統(tǒng)3.試樣室4.電子計算機5.掃描顯示系統(tǒng)6.真空系統(tǒng)等第5頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電子光學系統(tǒng)

電子光學系統(tǒng)包括電子槍、電磁透鏡、消像散器和掃描線圈等。其功能是產(chǎn)生一定能量的電子束、足夠大的電子束流、盡可能小的電子束直徑，產(chǎn)生一個穩(wěn)定的X射線激發(fā)源。第6頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電子光學系統(tǒng)電子槍是由陰極（燈絲）、柵極和陽極組成。它的主要作用是產(chǎn)生具有一定能量的細聚焦電子束(探針)。從加熱的鎢燈絲發(fā)射電子，由柵極聚焦和陽極加速后，形成一個10μm～100μm交叉點（Crossover)，再經(jīng)過二級會聚透鏡和物鏡的聚焦作用，在試樣表面形成一個小于1μm的電子探針。電子束直徑和束流隨電子槍的加速電壓而改變，加速電壓可變范圍一般為1kV～30kV。

（a）電子槍（b）電磁透鏡電磁透鏡分會聚透鏡和物鏡，靠近電子槍的透鏡稱會聚透鏡，會聚透鏡一般分兩級，是把電子槍形成的10μm－100μm的交叉點縮小1－100倍后，進入試樣上方的物鏡，物鏡可將電子束再縮小并聚焦到試樣上。為了擋掉大散射角的雜散電子，使入射到試樣的電子束直徑盡可能小，會聚透鏡和物鏡下方都有光闌。第7頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀X射線譜儀的性能，直接影響到元素分析的靈敏度和分辨本領，它的作用是測量電子與試樣相互作用產(chǎn)生的X射線波長和強度。X射線譜儀分為二類:1、波長分散譜儀(WDS)；2、能量分散譜儀(EDS)。第8頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀電子探針X射線是由樣品表面以下一個微米乃至一個納米數(shù)量級的作用體積激發(fā)出來的，如果這個體積中含有多種元素，則可以激發(fā)出各個元素的特征波長X射線。

若在樣品上方放置一塊適當?shù)木w（圖中紅色箭頭所示）。

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第9頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀若該晶體面間距為d，入射X射線波長、入射角和晶面距三者符合布拉格方程

時，這個特征波長的X射線就會發(fā)生強烈的衍射。

所以對于某一個特征波長的X射線來說只有從某些特定的入射方向進入晶體時才能得到較強的衍射束

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第10頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀圖中右方平面晶體稱為分光晶體，它可以使樣品作用體積內(nèi)不同波長的X射線分散并展示出來。

雖然平面單晶體可以把不同波長的X射線分光展開，但就收集單波長X射線的效率來看還是非常低的。

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第11頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀如果我們把分光晶體適當?shù)膹椥詮澢⑹股渚€源、彎曲晶體表面和檢測器窗口位于同一圓周上，這樣就可以達到把衍射束聚的目的（如圖所示）

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第12頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀圖中虛線的圓稱為聚焦圓。圖左側(cè)為約翰型聚焦法示意圖，是將分光晶體彈性彎曲，使其曲率半徑為聚焦圓的兩倍，可使對于A、B、C三點的入射角相同，缺點是不能在D點完聚焦。

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第13頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀圖右側(cè)為改進的約翰遜型聚焦法，該方法是在約翰型聚焦法的基礎上，把已彎曲的晶體表面磨制成和聚焦圓表面相合，以此達到完全聚焦，所以這種方法也叫全聚焦法

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀如果把X射線看成由一些不連續(xù)的光子組成，光子的能量為E＝ｈν，ｈ為普朗克常數(shù)，ν為光子振動頻率。不同元素發(fā)出的特征X射線具有不同頻率，即具有不同能量。第14頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀

能譜儀就是利用不同X射線光子特征能量不同這一特點來進行成分分析的。當不同能量的X射線光子進入鋰漂移硅[Si(Li)]探測器后，在Si(Li)晶體內(nèi)將產(chǎn)生產(chǎn)生一電子－空穴對，平均消耗能量ε為3.8eV。第15頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀產(chǎn)生一個電子空穴對的平均能量是一定的，因此一個X射線光子造成的電子空穴對的數(shù)目為N的話則有，入射光子的能量越高，N就越大。第16頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀利用加在晶體兩端的偏壓收集電子空穴對，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換成電流脈沖，再經(jīng)過主放大器將電流脈沖轉(zhuǎn)換為電壓脈沖，之后由多道脈沖高度分析器按高度對脈沖分類計數(shù)。從而繪制圖譜第17頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀能譜有許多優(yōu)點，例如，元素分析時能譜儀是同時測量所有元素，而波譜要一個一個元素測量，所以分析速度遠比波譜快。能譜探頭緊靠試樣，使X射線收集效率提高，這有利于試樣表面光潔度不好及粉體試樣的元素定性、定量分析。另外，能譜分析時所需探針電流小，對電子束照射后易損傷的試樣，例如生物試樣、快離子導體試樣等損傷小。

但能譜也有缺點，如分辨率差，譜峰重疊嚴重，定量分析結果一般不如波譜等。第18頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月2.X射線譜儀

（a）波長分散譜儀（b）能量分散譜儀第19頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月3.試樣室用于安裝、交換和移動試樣。試樣可以沿X、Y、Z軸方向移動，有的試樣臺可以傾斜、旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在試樣臺已用光編碼定位，準確度優(yōu)于1μm，對表面不平的大試樣進行元素面分析時，Z軸方向可以自動聚焦。試樣室可以安裝各種探測器，例如二次電子探測器、背散射電子探測器、波譜、能譜、及光學顯微鏡等。光學顯微鏡用于觀察試樣(包括熒光觀察)，以確定分析部位，利用電子束照射后能發(fā)出熒光的試樣（如Zr02），能觀察入射到試樣上的電子束直徑大小。第20頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電子計算機、

5.掃描顯示系統(tǒng)二次電子、背散射電子和透射電子的信號都可采用閃爍計數(shù)器來進行檢測。信號電子進入閃爍體后即引起電離，當離子和自由電子復合后就產(chǎn)生可見光。可見光信號通過光導管送人光電倍增器，光信號放大，即又轉(zhuǎn)化成電流信號輸出，電流信號經(jīng)視頻放大器放大后就成為調(diào)制信號。

由于鏡筒中的電子束和顯像管中電子束是同步掃描的，而熒光屏上每一點的亮度是根據(jù)樣品上被激發(fā)出來的信號強度來調(diào)制的，因此樣品上各點的狀態(tài)各不相同，所以接收到的信號也不相同，于是就可以在顯像管上看到一幅反映試樣各點狀態(tài)的掃描電子顯微圖像。第21頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月6.真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)是保證電子槍和試樣室有較高的真空度，高真空度能減少電子的能量損失和提高燈絲壽命，并減少了電子光路的污染。真空度一般為0.01Pa－0.001Pa，通常用機械泵－油擴散泵抽真空。油擴散泵的殘余油蒸汽在電子束的轟擊下，會分解成碳的沉積物，影響超輕元素的定量分析結果，特別是對碳的分析影響嚴重。用液氮冷阱冷卻試樣附近的冷指，或采用無油的渦輪分子泵抽真空，可以減少試樣碳污染。第22頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針的分析方法及應用將電子探針固定在試樣感興趣的點上，進行定性或定量分析。該方法用于顯微結構的成份分析，例如，對材料晶界、夾雜、析出相、沉淀物、奇異相及非化學計量材料的組成等研究。（a）點分析（b）線分析（c）面分析電子束沿一條分析線進行掃描(或試樣掃描)時，能獲得元素含量變化的線分布曲線。如果和試樣形貌像(二次電子像或背散射電子像)對照分析,能直觀地獲得元素在不同相或區(qū)域內(nèi)的分布。第23頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針的分析方法及應用右圖為耐火材料－玻璃界面元素的變化規(guī)律，圖中直線為分析線（電子束掃描線）。研究發(fā)現(xiàn)，玻璃中K,Na等元素在界面附近的變化規(guī)律不同，K,Na離子非常容易擴散到耐火材料內(nèi)部，并進入耐火材料的玻璃相中，使耐火材料粘度大大下降，這是引起耐火材料解體的原因之一（a）點分析（b）線分析（c）面分析將電子束在試樣表面掃描時，元素在試樣表面的分布能在CRT上以亮度分布顯示出來（定性分析）。第24頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針的分析方法及應用圖.a中的黑色相比基體ZrO2相的平均原子序數(shù)低，從.圖b和圖.c可以看出，黑色相富鋁和富鎂，實際上是鎂鋁尖晶石相。（a）點分析（b）線分析（c）面分析

背散射電子成分像圖鎂X射線像圖鋁X射線像圖圖.a圖.b圖.c第25頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電子探針顯微分析的優(yōu)勢和特點電子探針所分析的元素范圍一般從硼(B)——鈾(Ｕ)，因為電子探針成份分析是利用元素的特征X射線，而氫和氦原子只有K層電子，不能產(chǎn)生特征X射線，所以無法進行電子探針成分分析。鋰(Li)和鈹(Be)雖然能產(chǎn)生X射線，但產(chǎn)生的特征X射線波長太長，通常無法進行檢測，少數(shù)電子探針用大面間距的皂化膜作為衍射晶體已經(jīng)可以檢測Be元素。能譜儀的元素分析范圍現(xiàn)在也和波譜相同，分析元素范圍從硼(B)——鈾(Ｕ)1.元素分析范圍廣2.定量分析準確度高3.不損壞試樣、分析速度快電子探針是目前微區(qū)元素定量分析最準確的儀器。電子探針的檢測極限(能檢測到的元素最低濃度)一般為（0.01－0.05）%，不同測量條件和不同元素有不同的檢測極限，但由于所分析的體積小，所以檢測的絕對感量極限值約為10-14g，主元素定量分析的相對誤差為(1—3)%，對原子序數(shù)大于11的元素，含量在10%以上的時，其相對誤差通常小于2%。現(xiàn)在電子探針均與計算機聯(lián)機，可以連續(xù)自動進行多種方法分析，并自動進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析，對含10個元素以下的試樣定性、定量分析，新型電子探針在30min左右可以完成，如果用EDS進行定性、定量分析，幾分種即可完成。對表面不平的大試樣進行元素面分析時，還可以自動聚焦分析。電子探針分析過程中一般不損壞試樣，試樣分析后，可以完好保存或繼續(xù)進行其它方面的分析測試，這對于文物、古陶瓷、古硬幣及犯罪證據(jù)等的稀有試樣分析尤為重要。第26頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第16章其他顯微分析方法簡介第28頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月本章簡要的介紹幾種表面分析儀器和技術：（1）離子探針分析儀（IMA）

或二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）（2）低能電子衍射（LEED）（3）場離子顯微鏡（FIM）

和原子探針（AtomProbe）第29頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀離子探針分析儀的提出：1.電子探針仍然是微區(qū)成分分析最常用和最主要的。2.高能電子束對樣品的穿透深度較深，側(cè)向擴展較大，難以滿足薄層表面的分析要求。3.電子探針對原子數(shù)小于等于11的輕元素的分析還很困難（因為輕元素熒光產(chǎn)額低，特征X射線的光子能量小，檢測靈敏度和定量精度都很差）。第30頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀同電子探針相比，離子探針可以對更薄表面層進行分析（<5nm）。離子探針分析儀的特點：（a）探測深度小

（b）檢測靈敏度高可對包括氫在內(nèi)的輕元素進行分析，檢測的靈敏度高；可探測痕量元素；可作同位素分析第31頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀離子探針的主要分析功能第32頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構離子探針的原理是利用細小的高能（能量為1~20keV）離子束照射在樣品表面，激發(fā)出正、負離子（二次離子）；利用質(zhì)譜儀對這些離子進行分析，測量離子的質(zhì)荷比（m/e）和強度，確定固體表面所含元素的種類及其含量。離子探針由二部分組成：一次離子發(fā)射系統(tǒng)二次離子分析系統(tǒng)第33頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構一次離子發(fā)射系統(tǒng)：用于照射樣品。由離子槍、扇型磁鐵、電磁透鏡組等組成。功能：形成由能量相近離子組成的束斑細小的高能離子束。常用幾百電子伏特的電子束轟擊氣體分子，使氣體分子電離，產(chǎn)生一次離子第34頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構一次離子發(fā)射系統(tǒng)：產(chǎn)生的一次離子在電壓（12~20keV）的加速作用下，離子從離子槍內(nèi)射出，通過扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)，將能量差別較大的離子濾除后，進入電磁透鏡聚焦成細小的初級離子束，轟擊由光學顯微鏡觀察選擇的分析點。離子源主要有：惰性氣體氬源Ar+，活潑氣體氧源O-、O2+。二次離子分析系統(tǒng)：用作二次離子荷質(zhì)比分離。由二次離子引出裝置、質(zhì)譜儀及二次離子探測器等組成。功能：最大限度地提高二次離子的利用率，對二次離子進行能量和質(zhì)量分析，測量二次離子的質(zhì)荷比（m/e）和強度，確定固體表面所含元素的種類及其含量。第35頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構二次離子分析系統(tǒng)：發(fā)射出的二次離子在引出裝置的作用下被引入質(zhì)譜儀。由于二次離子的能量分散度較大（從幾個電子伏到幾百個電子伏），因此質(zhì)譜分析多采用雙聚焦系統(tǒng)。離子由于引出電極（1kV左右）加速，其能量由下式給出：第36頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構二次離子分析系統(tǒng)：然后進入一個扇形電場，稱為靜電分析器。在電場內(nèi)，離子沿半徑為r的圓形軌道運動，由電場E產(chǎn)生的力等于離心力：離子在電場中的運動軌道半徑r為：第37頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理（a）離子探針的工作原理（b）離子探針的結構二次離子分析系統(tǒng)：軌道半徑與離子的動能成正比，與電荷成反比。所以扇形電場使電荷和動能相同質(zhì)量未必相同的離子作相同程度的偏轉(zhuǎn)，再進入扇形磁場（磁分析器），進行第二次聚焦。由磁通量B產(chǎn)生的力等于向心力：

離子在磁場中運動軌道半徑R為：第38頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理原理總述質(zhì)荷比相同的離子具有相同的運動半徑。所以經(jīng)扇形磁場后，離子按m/e聚焦在一起。同m/e的離子聚焦在C狹縫處的成像面上。不同質(zhì)荷比的離子聚焦在成像面的不同點上。連續(xù)改變扇形磁場的強度，便有不同質(zhì)量的離子通過C狹縫進入探測器。

第39頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理原理總述

β狹縫稱為能量狹縫，改變狹縫的寬度，可選擇不同能量的二次離子進入磁場。最終在記錄儀上繪制出元素的二次離子質(zhì)譜圖。

第40頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理原理總述：如果采用質(zhì)譜儀輸出端的二次離子電流作為陰極射線管亮度調(diào)制信號，并且讓示波器掃描與一次離子束掃描同步，就能觀察樣品表面的二次離子像。二次離子像的另一成像方式是將樣品上產(chǎn)生的二次離子引入由反電場法和均勻磁場相結合組成的質(zhì)譜儀中，僅取出特定離子，然后將其導入投影透鏡組，使樣品表面元素成像。第41頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月離子探針分析儀結構與原理圖.1典型的離子探針質(zhì)譜分析結果18.5keV氧離子（O-）轟擊硅半導體圖.2Fe+和CaO+的SIM面分布像第42頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種表面微區(qū)成分分析技術的性能對比第43頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射基本原理：當電子波(具有一定能量的電子)落到晶體上時，被晶體中原子散射，各散射電子波之間產(chǎn)生互相干涉現(xiàn)象。晶體中每個原子均對電子進行散射，使電子改變其方向和波長。第45頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射基本原理：電子衍射與X射線衍射有相同的幾何原理。但它們的物理內(nèi)容不同。在與晶體相互作用時，X射線受到晶體中電子云的散射，而電子受到原子核及其外層電子所形成勢場的散射。第46頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射低能電子衍射與X射線衍射的異同：

第47頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射電子束（5～500eV）傾斜度大約1゜～2゜樣品觀測屏示意圖第48頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射基本裝置：圖.1

圖.1是常見的一種低能電子衍射裝置示意圖。從電子槍鎢絲發(fā)射的熱電子，經(jīng)三級聚焦杯加速、聚焦并準直，照射到樣品表面，束斑直徑約為0.4~1mm，發(fā)射散度約為第49頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射基本裝置：圖.1

樣品處在半球形接收極的中心，兩者之間還有三到四個半球形的網(wǎng)狀柵極。中間的柵極用來排斥損失了部分能量的非彈性散射電子，最內(nèi)層和最外層的柵極用來屏蔽電場的影響。第50頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射基本裝置：圖.1

半球形接收極上涂油熒光粉，并接5kV正電位，對穿過柵極的衍射束起加速作用，增加其能量，使之在接收極的熒光面上產(chǎn)生肉眼可見的低能電子衍射花樣，可從靶極后面直接觀察或拍照記錄第51頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射（a）適用范圍（b）圖樣分析（c）適用舉例隨著表面科學的發(fā)展，低能電子衍射在研究表面結構、表面缺陷、氣相沉積表面膜的生成（如外延生長）、氧化膜的結構、氣體的吸附和催化過程等方面，得到了廣泛的應用。圖.2電子束通過鋁箔時的衍射圖樣圖.3TiS2會聚束電子衍射帶軸圖樣第52頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低能電子衍射（a）適用范圍（b）圖樣分析（c）適用舉例圖.aNiAl多層膜的組織形貌大范圍衍射花樣單個晶粒的選區(qū)衍射圖.b圖.c第53頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析簡介：

是一種原子直接成像的方法，它能清晰地顯示樣品表層的原子排列和缺陷，并在此基礎上進一步發(fā)展利用原子探針鑒定其中單個原子的元素類別。FIM是最早達到原子分辨率，也就是最早能看得到原子尺度的顯微鏡。第55頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的結構使用方法

場離子顯微鏡結構如圖所示，其主要結構為一玻璃真空容器，平坦的底部內(nèi)側(cè)涂有熒光粉，用于顯示圖像。被檢測樣品為陽極（一般為單晶細絲，頂端曲率半徑約為20~200nm的針尖），把樣品置于高真空的空間中，并固定在容器的軸線上，在空間中放入成像氣體(He、Ne、Ar等)中。第56頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的結構使用方法

為了減小樣品表面原子熱振動，通常用液氮或液氦降低樣品溫度，以提高像的分辨率

先將容器抽到1.33×10-6Pa的真空度，然后通入壓力約1.33×10-1Pa的成像氣體。給樣品正高壓，樣品接+（10~40）kV高壓，而容器內(nèi)壁通過導電鍍層接地，一般用氧化錫，以保持透明。第57頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的結構使用方法

在樣品加上足夠高的電壓時，強電場使樣品附近的成像氣體原子發(fā)生極化和電離，使附著在樣品上的成像氣體解離成帶正電的陽離子。帶正電的氣體離子接著被電場加速射出，打到接收器訊號被放大。第58頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的結構使用方法

在熒光屏，上面有一電子通道倍增板，其作用是將微弱成像的離子束轉(zhuǎn)化為信號很強的電子束。最后，以電子射到熒光屏幕。第59頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的結構使用方法

熒光屏上即可顯示尖端表層原子的清晰圖像。如圖所示，其中每一亮點都是單個原子的像。鎢單晶尖端的場離子顯微鏡圖像圖.1圖.2場離子顯微鏡結構總框圖第60頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月原子探針—場離子顯微分析場離子顯微鏡的成像原理：

如果樣品細絲被加上數(shù)值為U的正電位，它與接地的陰極之間將存在一個發(fā)散的電場，并以曲率半徑r極小的尖端表面附近產(chǎn)生的場強為最高。當成像氣體進入容器后，受到自身動能的驅(qū)使會有一部分達到陽極附近，在極高的電位梯度作用下氣體原子發(fā)生極化，即使中性原子的正、負電荷中心分離而成為一個電偶極子。第61頁，課件共68頁，創(chuàng)