國立交通大學奈米中心實驗室

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：陳悅婷小姐

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)

國立交通大學奈米中心

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


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


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。


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 10mm(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）、

半定量分析及元素分佈圖


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。


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。


操作方式

操作方式： SEM 簡易操作步驟 ( 請點選 )


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 。


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。 )


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


SEM拍攝照片 --由技術員陳悅婷拍攝

放大 1 萬倍的金粒子

每 1 小格 =500奈米放大倍率



放大 15萬倍的金粒子已可見其表面

每 1 小格 =30奈米

放大倍率



放大 25萬倍的金粒子立體感




放大 30萬倍的金粒子表面及立體感




放大 40萬倍的金粒子彼此間相連的立體感




放大 45萬倍金粒子表面及藕斷絲連感

每 1 小格 =10奈米

放大倍率



放大 50萬倍的金粒子表面及立體感




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 !



交大鄭晃忠實驗室 _ 奈米碳管



交大曾俊元實驗室 _ZnO奈米線



交大崔秉鉞實驗室 _MOSFET元件圖



交大邱碧秀實驗室 _ 超高介電常數材料



交大鄭裕庭實驗室 _ 高頻元件 _ 奈米材料



交大張翼實驗室 _ 高速 Device Fabrication



交大生科 _SiO2 奈米粒子固定基材



交大張豐志實驗室 _polymer micelles



交大裘性天實驗室 _ 奈米碳管



交大李積琛實驗室 _ 氧化鈰奈米方塊



清大 _ 銅材料



清大 _INVERSE OPAL_應用於光子晶體



清大 _ 動機奈米線寬



清大 _AAO表面分析



清大 _ 鍍鈦表面分析



成大 _ 氮化鎵表面粗化處理 _ 於藍光 LED上使用



成大 _ 低溫成長氧化物奈米線



中原大學 _ 尼龍膜



中原化工所 Plasma實驗室 _用 PECVD鍍膜在 Pet膜上做阻氣層 ( 包裝

材 )



工研院化工所 _ 纖維 ( 布料 )


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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