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影響掃描電鏡分辨率的因素有哪些

閱讀：4638 發(fā)布時(shí)間：2022-7-15

　　臺(tái)式掃描電子顯微鏡掃描速度快，信號(hào)采集帶寬10M，可以在視頻模式下流暢實(shí)時(shí)的顯示樣品。只需鼠標(biāo)就可完成所有操作，不需對(duì)中光闌等復(fù)雜步驟，聚焦消像散后可直接拍圖。

　　臺(tái)式掃描電子顯微鏡采用高集成度電子光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和附件集成方案，使拍攝圖片具有更高的信噪比和對(duì)比度，同時(shí)也具有更強(qiáng)的抗干擾能力。

　　配合很高的信號(hào)采集帶寬，可以在視頻幀率下高質(zhì)量的流暢顯示樣品。只需鼠標(biāo)就可完成所有操作，無需光闌對(duì)中等復(fù)雜步驟。主機(jī)集成高壓及控制系統(tǒng)，是目前市面上體積較小的掃描電鏡，便于移動(dòng)，安裝無需特殊環(huán)境。

　　分辨率指能分辨的兩點(diǎn)之間的最小距離。分辨率d可以用貝克公式表示：d=0.61l/nsina ，a為透鏡孔徑半角，l為照明樣品的光波長，n為透鏡與樣品間介質(zhì)折射率。對(duì)光學(xué)顯微鏡 a=70°-75°，n=1.4。因?yàn)?nsina<1.4，而可見光波長范圍為：400nm-700nm="" 0.5l="" d="">200nm。要提高分辨率可以通過減小照明波長來實(shí)現(xiàn)。SEM是用電子束照射樣品，電子束是一種De Broglie波，具有波粒二相性，l=12.26/V0.5(伏) ，如果V=20kV時(shí)，則l=0.0085nm。目前用W燈絲的SEM，分辨率已達(dá)到3nm-6nm, 場發(fā)射源SEM分辨率可達(dá)到1nm 。高分辨率的電子束直徑要小，分辨率與子束直徑近似相等。

　　影響掃描電鏡的分辨率的主要因素有：

　　1.入射電子束束斑直徑：為掃描電鏡分辨率的極限。一般，熱陰極電子槍的最小束斑直徑可縮小到6nm，場發(fā)射電子槍可使束斑直徑小于3nm。

　　2.入射電子束在樣品中的擴(kuò)展效應(yīng)：擴(kuò)散程度取決于入射束電子能量和樣品原子序數(shù)的高低。入射束能量越高，樣品原子序數(shù)越小，則電子束作用體積越大，產(chǎn)生信號(hào)的區(qū)域隨電子束的擴(kuò)散而增大，從而降低了分辨率。

　　3.成像方式及所用的調(diào)制信號(hào)：當(dāng)以二次電子為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于其能量低(小于50 eV)，平均自由程短(10~100 nm左右)，只有在表層50～100 nm的深度范圍內(nèi)的二次電子才能逸出樣品表面，發(fā)生散射次數(shù)很有限，基本未向側(cè)向擴(kuò)展，因此，二次電子像分辨率約等于束斑直徑。當(dāng)以背散射電子為調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于背散射電子能量比較高，穿透能力強(qiáng)，可從樣品中較深的區(qū)域逸出(約為有效作用深度的30%左右)。在此深度范圍，入射電子已有了相當(dāng)寬的側(cè)向擴(kuò)展，所以背散射電子像分辨率要比二次電子像低，一般在500～2000nm左右。如果以吸收電子、X射線、陰極熒光、束感生電導(dǎo)或電位等作為調(diào)制信號(hào)的其他操作方式，由于信號(hào)來自整個(gè)電子束散射區(qū)域，所得掃描像的分辨率都比較低，一般在l 000 nm或l0000nm以上不等。

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