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第一章概论1

1.1 扫描电镜的工作原理3

1.2 扫描电镜中的信号种类5

1.3 扫描电镜的特性和用途8

参考文献10

第二章电子光学12

2.1 引言12

2.2 旋转对称的静电场和静磁场12

一、旋转对称的静电场12

二、旋转对称的静磁场13

2.3 电子光学折射率14

2.4 高斯电子光学15

一、傍轴区、傍轴条件和傍轴轨迹16

二、高斯轨迹方程16

三、理想成象17

一、实在基点元素20

2.5 电子透镜的概念及其基点元素20

二、渐近基点元素22

2.6 象差理论24

一、三级几何象差25

二、色差31

三、机械象差、轴上象散33

四、衍射象差34

2.7 静电透镜35

一、轴上电位分布及静电透镜的分类35

二、热发射三极电子枪37

三、场发射电子枪38

2.8 磁透镜40

一、磁透镜的磁路和结构40

二、表征磁透镜的极靴形状、激励和电子光学性质的参数43

三、扫描电镜中的物镜43

四、新型磁透镜在扫描电镜中的应用44

参考文献46

第三章扫描电镜的构件及其工作原理48

3.1 电子枪48

一、亮度49

二、寿命51

三、最佳栅偏压51

四、几种电子枪的性能比较53

3.2 聚光镜和物镜53

一、聚光镜的作用55

二、末透镜——物镜56

三、末光阑59

3.3 偏转系统60

一、扫描与放大61

二、扫描光栅的旋转与畸变64

三、电子束的消隐和截断67

3.4 辅助聚焦系统68

一、频谱概念69

二、消象散器70

三、焦深、动态聚焦和自动聚焦72

3.5 收集（探测）系统——E.T.探测器75

3.6 放大系统79

3.7 真空系统80

3.8显示单元81

参考文献83

第四章信号电子的发射和二次电子成象84

4.1 电子的基本散射机制84

一、弹性散射86

二、非弹性散射87

三、多重散射90

4.2 电子在固体中的穿透和扩散91

一、电子的失能规律91

二、电子在固体中的射程92

三、电子在样品中的作用区94

4.3 背散射电子的产率96

一、薄膜样品的背散射98

二、块状样品的背散射100

4.4 二次电子的产率104

一、二次电子产率的实验结论104

二、简单的理论分析107

4.5 二次电子象的衬度109

一、形貌衬度110

二、成分衬度112

三、电压衬度112

四、磁衬度（第一类）115

4.6 二次电子象的分辨率116

一、电子探针的直径117

二、样品的衬度特性118

三、二次电子的取样区120

4.7 二次电子象的模拟量处理121

参考文献125

第五章扫描电镜的其它工作模式126

5.1 背散射电子成象126

一、背散射电子探测器126

二、背散射电子象的衬度129

三、背散射电子象的分辨率132

5.2 背散射电子的通道图样（ECP）134

一、电子通道衬度的形成135

二、电子通道图样所要求的电子光学条件140

三、获得大单晶ECP和小单晶SACP的实验方法141

四、电子通道图中的信息143

五、显示通道（或取向）衬度的显微象143

5.3 感生电信号模式145

5.4 阴极荧光技术147

5.5 扫描透射电子显微模式（STEM）151

5.6 其它152

参考文献154

第六章扫描电镜的性能检测、使用和维护156

6.1 扫描电镜的性能检测156

一、分辨率156

二、放大倍率157

三、畸变157

四、样品台的机械性能158

五、真空系统的性能159

六、其它159

6.2 扫描电镜样品的制备160

一、样品的制备过程160

二、表面导电层的覆盖技术161

6.3 扫描电镜工作条件的选择168

一、常规工作168

二、高分辨工作170

6.4 扫描电镜的操作调整171

6.5 故障的分析和排除173

一、第一类故障——没有图象174

二、第二类故障——图象质量极差175

6.6 日常维护178

参考文献179

第七章扫描电镜图象处理180

7.1 引言180

7.2 数字图象181

一、连续图象和离散数字图象181

二、数字化设备183

三、图象的显示和记录185

7.3 扫描电镜联机图象处理系统186

一、联机图象处理系统的结构原理186

二、联机图象处理系统的优越性186

7.4 视觉感受的某些限制和假象188

一、人眼分辨灰度级的限制189

二、人眼对亮度的对数式感受190

三、视觉假象190

7.5 色度学的一些基本概念191

一、彩色的三个基本参量192

二、人眼的三种视敏曲线192

三、三基色原理193

四、色三角和RGB立方体194

7.6 图象的表示和变换195

一、图象的表示195

二、图象的变换195

7.7 扫描电镜数字图象的采集198

一、多帧平均滤波199

二、一级回归滤波200

三、Kalman滤波201

四、三种滤波法的比较201

7.8 阴影校正203

7.9 噪声过滤.图象的平滑化204

一、4-邻域平均205

二、8-邻域平均206

三、中值滤波206

四、利用傅里叶变换去除噪声206

7.10 扫描电镜图象中定量信息的获得207

一、线扫描图208

二、图象强度直方图209

7.11 扫描电镜图象的增强210

一、对比度增强211

二、边缘增强216

三、彩色增强221

7.12 图象分析223

一、灰度分割和二值图象224

五、分离225

四、膨胀225

三、腐蚀225

二、填充225

六、合并227

七、骨架化和粒子边界重构228

八、二值图象的精细化228

九、二值图象的组合229

7.13 X射线面分布象229

一、数字X射线象的采集229

二、连续X射线产生的假象230

三、分离特征X射线和连续X射线的方法——数字滤波法231

四、死时间修正232

五、X射线面分布象和线扫描的例子232

参考文献233

第八章X射线能谱分析的基础知识235

8.1 引言235

8.2 X射线的基本性质236

8.3 特征X射线237

一、产生机理237

二、临界激发能240

三、发射线能量242

四、发射线强度243

五、特征谱243

8.4 连续X射线245

一、产生机理245

二、连续谱246

参考文献247

第九章 Si（Li）X射线能谱仪248

9.1 引言248

9.2 能谱仪的结构和工作原理248

一、概述248

二、Si（Li）半导体探测器250

三、前置放大器256

四、主放大器257

五、多道脉冲幅度分析器263

六、能谱系统的“时间”概念269

9.3 能谱仪的性能指标270

一、能量分辨率270

二、其他性能指标274

9.4 能谱仪的应用274

一、化学成分分析274

二、单元素的线扫描275

三、单元素的面分布277

9.5 能谱仪的调整和维护277

一、能谱仪的调整277

二、能谱仪的日常维护279

参考文献280

10.1 引言282

第十章定量X射线显微分析的原理和方法282

10.2 X射线的空间分辨率283

10.3 X射线的产生285

一、阻止本领285

二、电离截面286

三、X射线发射率287

四、背散射修正因子289

10.4 X射线的吸收292

一、吸收的一般规律292

二、质量吸收系数293

三、吸收修正因子f（x）296

10.5 X射线的荧光299

一、荧光激发电离比率299

二、荧光X射线的强度301

10.6 X射线的强度302

一、初始强度303

二、观测强度305

10.7 定量X射线显微分析307

一、ZAF修正308

二、定量分析的方法309

三、倾斜束的分析311

10.8 薄样品的分析313

一、薄样品中产生X射线的特点314

二、薄样品中X射线的强度315

三、“比例法”定量分析316

四、吸收修正和荧光修正318

五、“连续法”定量分析321

参考文献324

第十一章 X射线能谱分析的实验技术326

11.1 引言326

11.2 误差和探测极限326

一、准确度和精度327

二、峰位和计数的误差328

三、可探测极限331

11.3 实验条件的选择333

一、加速电压的选择334

二、计数率的选择335

三、测量时间的选择336

11.4 定性分析技术337

一、识别谱峰的一般原则337

二、识别重叠峰339

三、识别假峰340

四、识别和减少杂散辐射341

11.5 定量分析技术343

一、背底的扣除344

二、重叠峰的剥离349

三、特征峰净强度的计算351

11.6 对样品的要求353

参考文献355