高解析度場發射掃描電子顯微鏡暨能量散佈分析儀

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1 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：陳悅婷小姐

2 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

3 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 國立交通大學 奈米中心

4 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。 國立交通大學 奈米中心

5 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)
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 國立交通大學 奈米中心

6 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。 國立交通大學 奈米中心

7 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。 國立交通大學 奈米中心

8 操作方式 操作方式：SEM簡易操作步驟 ( 請點選) 國立交通大學 奈米中心

9 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。 國立交通大學 奈米中心

10 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。) 國立交通大學 奈米中心

11 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 國立交通大學 奈米中心

12 SEM拍攝照片--由技術員陳悅婷拍攝 放大1萬倍的金粒子 放大倍率 國立交通大學 奈米中心 每1小格=500奈米

13 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 放大倍率 國立交通大學 奈米中心 每1小格=30奈米

14 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 放大倍率 國立交通大學 奈米中心 每1小格=20奈米

15 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 放大倍率 國立交通大學 奈米中心 每1小格=10奈米

16 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 每1小格=10奈米 國立交通大學 奈米中心

17 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 放大倍率 國立交通大學 奈米中心 每1小格=10奈米

18 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 每1小格=10奈米 放大倍率 國立交通大學 奈米中心

19 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。
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! 國立交通大學 奈米中心

20 SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 鄭晃忠實驗室_奈米碳管 國立交通大學 奈米中心

21 SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 曾俊元實驗室_ZnO奈米線 國立交通大學 奈米中心

22 SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 崔秉鉞實驗室_MOSFET元件圖 國立交通大學 奈米中心

23 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 國立交通大學 奈米中心

24 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 國立交通大學 奈米中心

25 交大 張翼實驗室_高速 Device Fabrication
SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 張翼實驗室_高速 Device Fabrication 國立交通大學 奈米中心

26 SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 生科_SiO2奈米粒子固定基材 國立交通大學 奈米中心

27 交大 張豐志實驗室_polymer micelles
SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 張豐志實驗室_polymer micelles 國立交通大學 奈米中心

28 SEM拍攝照片--由學生拍攝 交大 裘性天實驗室_奈米碳管 國立交通大學 奈米中心

29 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 國立交通大學 奈米中心

30 SEM拍攝照片--由學生拍攝 清大_銅材料 國立交通大學 奈米中心

31 清大_INVERSE OPAL_應用於光子晶體
SEM拍攝照片--由學生拍攝 清大_INVERSE OPAL_應用於光子晶體 國立交通大學 奈米中心

32 SEM拍攝照片--由學生拍攝 清大_動機奈米線寬 國立交通大學 奈米中心

33 SEM拍攝照片--由學生拍攝 清大_AAO表面分析 國立交通大學 奈米中心

34 SEM拍攝照片--由學生拍攝 清大_鍍鈦表面分析 國立交通大學 奈米中心

35 成大_氮化鎵表面粗化處理_於藍光LED上使用
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 國立交通大學 奈米中心

36 SEM拍攝照片--由學生拍攝 成大_低溫成長氧化物奈米線 國立交通大學 奈米中心

37 SEM拍攝照片--由學生拍攝 中原大學_尼龍膜 國立交通大學 奈米中心

38 用PECVD鍍膜在Pet膜上做阻氣層(包裝材)
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) 國立交通大學 奈米中心

39 SEM拍攝照片--由學生拍攝 工研院化工所_纖維(布料) 國立交通大學 奈米中心

40 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! 國立交通大學 奈米中心