結合SEM與EDS:結構分析必備工具

掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,簡稱SEM)


廣泛應用於化學、生物醫學、材料科學、半導體製造、微電路檢測等多個研究領域與工業部門。
它可為科研與工業品質檢測提供精確的微觀結構分析,揭示微小細節,
幫助專業人士進行更深入的材質研究與製程改善。

SEM 配備能譜儀(EDS)進行元素分析

大部分的掃描電子顯微鏡都會搭配能譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,簡稱EDS)進行成分分析。
需要特別注意的是能譜儀無法單獨使用,它是依附於電子顯微鏡來作為一個探測器進行工作。
通過與樣品相互作用的高能電子束,電子束會與樣品表面產生多種信號,
最常見的信號包括:背散射電子、二次電子、吸收電子、透射電子、特性X射線、Auger電子等。
這些信號可以用來對樣品的性能進行表徵和分析。



SEM 的工作原理

當電子槍發射出高能電子束並與樣品物質交互作用時,會產生各種信號,
這些信號會被相應的接收器接收,並經過放大後,傳送至顯像管的網格上,進而調制顯像管的亮度。
設備通過逐點掃描成像的方式,將樣品表面不同的特徵轉換為視頻信號,
並完成一幀圖像的製作,最終在顯示屏上呈現出清晰的表面特徵圖像。


以下是SEM的工作原理圖



樣品製備:影響測試結果的關鍵環節


在了解SEM的工作原理後,接下來要重視的是樣品的製備過程。
許多人往往忽略了製樣對測試結果的重要性,實際上樣品的準備狀況會對測量結果產生直接的影響。

準備良好的待測樣品四大步驟:

電:良好的導電性能使樣品獲得更清晰的成像效果。如果樣品導電性差,可通過鍍金處理增強其導電性。

小:較小的樣品導電性更佳,且便於抽真空。

淨:保證待測面的乾淨、新鮮。

穩:樣品若未穩固固定,掃描過程中會導致圖像晃動,影響成像質量。


常見樣品狀態與製備方法:

塊狀樣品:可以直接放置在樣品台上,以導電碳膠帶固定。

薄膜樣品:同樣放置在樣品台上,以導電碳膠帶固定,保持良好導電性。

粉末樣品:使用雙面導電膠帶(如碳膠帶或銅膠帶)將粉末撒在膠帶上,使用洗耳球吹去多餘樣品。


經過適當的樣品製備後,導電性好的樣品可直接放入掃描電子顯微鏡的樣品倉中進行測試。
對於導電性差或非導電的樣品,則需要進行鍍金處理後,放入樣品倉並抽真空進行掃描。

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2025-11-03