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影響掃描電鏡分辨率的因素有哪些

更新時間:2022-07-18    瀏覽量:4884
  臺式掃描電子顯微鏡掃描速度快,信號采集帶寬10M,可以在視頻模式下流暢實時的顯示樣品。只需鼠標就可完成所有操作,不需對中光闌等復雜步驟,聚焦消像散后可直接拍圖。
  臺式掃描電子顯微鏡采用高集成度電子光學系統設計和附件集成方案,使拍攝圖片具有更高的信噪比和對比度,同時也具有更強的抗干擾能力。
  配合很高的信號采集帶寬,可以在視頻幀率下高質量的流暢顯示樣品。只需鼠標就可完成所有操作,無需光闌對中等復雜步驟。主機集成高壓及控制系統,是目前市面上體積較小的掃描電鏡,便于移動,安裝無需特殊環境。
  分辨率指能分辨的兩點之間的最小距離。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折射率。對光學顯微鏡 a=70°-75°,n=1.4。因為 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現。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,則l=0.0085nm。目前用W燈絲的SEM,分辨率已達到3nm-6nm, 場發射源SEM分辨率可達到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展效應:擴散程度取決于入射束電子能量和樣品原子序數的高低。入射束能量越高,樣品原子序數越小,則電子束作用體積越大,產生信號的區域隨電子束的擴散而增大,從而降低了分辨率。
  3.成像方式及所用的調制信號:當以二次電子為調制信號時,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的深度范圍內的二次電子才能逸出樣品表面, 發生散射次數很有限,基本未向側向擴展,因此,二次電子像分辨率約等于束斑直徑。當以背散射電子為調制信號時,由于背散射電子能量比較高,穿透能力強,可從樣品中較深的區域逸出(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寬的側向擴展,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、束感生電導或電位等作為調制信號的其他操作方式,由于信號來自整個電子束散射區域,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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