Transcript 國立交通大學 奈米中心實驗室 儀器專家︰顏順通老師 技術員：陳聯珠小姐 高解析度場發射掃描電子顯微鏡暨能量散佈分析儀

國立交通大學 奈米中心實驗室
高解析度場發射掃描電子顯微鏡暨能量散佈分析儀
Scanning Electron Microscope (S-4700I)
儀器專家︰顏順通老師
技術員：陳聯珠小姐
儀器名稱
中文名稱：
高解析度場發射掃描式電子顯微鏡 暨 能量散佈分析儀
英文名稱：
High-Resolution Scanning Electron Microscope
&
Energy Dispersive Spectrometer
英文簡稱：
SEM & EDS
國立交通大學 奈米中心 陳悅婷
儀器廠牌、型號及儀器購置年限
廠牌：Hitachi
型號：S-4700I
儀器購置年限：民國88年5月1日
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服務項目
電子顯微鏡觀察（SEM）：
高倍率放大觀察元件、薄膜等微細結構或剖
面結構。
表面能階分析（EDS）：
特定位置表面材料成分電子能階
光譜分析，用以判斷表面材料或
污染的組成。
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重要規格
電子源：冷陰極電子槍
操作電壓：0.5kV~30kV
試片尺寸：25mm diameter x 25mm(t)
工作距離：目前設定在12mm
解析度：1.5nm (at 15kV) or 2.5nm (at 1kV)
放大倍率50萬倍（依試片本身而定）
二次電子解析度1.5nm(15kV下)
EDS可提供全能譜定性分析（B5~U92）、
定量分析及元素分佈圖
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掃瞄式電子顯微鏡原理
(SEM Scanning Electron Microscope)
儀器設備部分介紹以產生電子來源的電子槍，
改變電子行進方向的電磁透鏡 ，與光學聚焦系
統為主。原理部分將只簡單的描述電子束行進
的電子路徑，和電子與物質之交互作用。
此外，我們也簡易的探討
為何需要以真空為操作環境，
及顯示部分樣品室內部的構造。
PS.請點選有底線部份，可連結至相關網頁。
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真空系統
SEM的真空非常重要，好的真空條件才能有清楚的影像。
本機台由以下Pump維持真空：
電子腔及磁透鏡部份:配置3組Ion Pump；
試片腔体室(S.C.-Specimen Chamber):
配 置 Diffusion pump ， 並 由 一 組 Rotary Pump 粗 抽 ；
Diffusion pump 由泠卻循環水冷卻。
小腔体(S.E.C.- Specimen Exchange Chamber):
配置一組Rotary Pump。
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操作方式
操作方式：SEM簡易操作步驟 ( 請點選)
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操作要訣
試片導電性要佳：
試片導電性一定要好，secondary detector才detect
的到。很多試片導電性不好，它是可以鍍Pt或Au的。
但往往Pt鍍的太薄，影像不清楚(因導電性不佳);鍍太
厚，會蓋住原想看的pattern。導電較差的材質，如矽
或二氧化矽等等材料會charge up的話，可在sample鍍金
之後，把導電碳膠帶直接貼在正面，
把電子引到基座去，只留一個小slit來照SEM。
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操作要訣
避免振動 ：
若要看高倍，試片一定要貼牢、stage要
鎖緊，試情況決定是否按下 stage lock
按鈕，可減低外在環境因素造成的晃動。
(但按下Stage lock鈕後， 就不可以調整Tilt鈕了。)
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操作要訣
真 空：真空一定要好。
加速電壓 : 耐打的sample可用高電壓打，
可以看的更清楚；不耐打的sample只能用
低電壓，不然會charge；甚至傷了試片也
可能打出髒東西影響真空
(視試片材質而定)。
小心、細心、耐心
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SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大1萬倍的金粒子
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放大倍率
每1小格=500奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大15萬倍的金粒子已可見其表面
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放大倍率
每1小格=30奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大25萬倍的金粒子立體感
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放大倍率
每1小格=20奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大30萬倍的金粒子表面及立體感
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放大倍率
每1小格=10奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大40萬倍的金粒子彼此間相連的立體感
放大倍率
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每1小格=10奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大45萬倍金粒子表面及藕斷絲連感
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放大倍率
每1小格=10奈米
SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝
放大50萬倍的金粒子表面及立體感
放大倍率
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每1小格=10奈米
放大倍率
每1小格=10奈米
SEM拍攝照片--由學生拍攝
以下是由技術員協助各個不同研究
領域的學生們所拍攝的部份照片。
藉由SEM設備，我們可以看到
這麼“細微” 且 “精彩” 的照
片，
也可以借此彼此交流一下!
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 鄭晃忠實驗室_奈米碳管
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 曾俊元實驗室_ZnO奈米線
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 崔秉鉞實驗室_MOSFET元件圖
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 邱碧秀實驗室_超高介電常數材料
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 鄭裕庭實驗室_高頻元件_奈米材料
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 張翼實驗室_高速 Device Fabrication
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 生科_SiO2奈米粒子固定基材
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 張豐志實驗室_polymer micelles
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 裘性天實驗室_奈米碳管
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
交大 李積琛實驗室_氧化鈰奈米方塊
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
清大_銅材料
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
清大_INVERSE OPAL_應用於光子晶體
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
清大_動機奈米線寬
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
清大_AAO表面分析
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
清大_鍍鈦表面分析
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
成大_氮化鎵表面粗化處理_於藍光LED上使用
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
成大_低溫成長氧化物奈米線
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
中原大學_尼龍膜
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
中原化工所Plasma實驗室_
用PECVD鍍膜在Pet膜上做阻氣層(包裝材)
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SEM拍攝照片--由學生拍攝
工研院化工所_纖維(布料)
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結 論
交通大學奈米中心 之
掃描式電子顯微鏡是一台
性能很好的SEM，
請各位同學愛惜使用!
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