影响扫描电镜图像质量因素分析

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扫描电镜(SEM)优缺点及基本影响要素

扫描电镜(SEM)优缺点及基本影响要素

扫描电镜(SEM)优缺点及基本影响要素扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。

电镜扫描下的果蝇扫描电镜的优点:①有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调;②有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;③试样制备简单。

电镜扫描下的面包霉菌影响扫描电镜(SEM)的几大要素:分辨率影响扫描电镜的分辨本领的主要因素有:A. 入射电子束束斑直径:为扫描电镜分辨本领的极限。

一般,热阴极电子枪的最小束斑直径可缩小到6nm,场发射电子枪可使束斑直径小于3nm。

B. 入射电子束在样品中的扩展效应:扩散程度取决于入射束电子能量和样品原子序数的高低。

入射束能量越高,样品原子序数越小,则电子束作用体积越大,产生信号的区域随电子束的扩散而增大,从而降低了分辨率。

C. 成像方式及所用的调制信号:当以二次电子为调制信号时,由于其能量低(小于50 eV),平均自由程短(10~100 nm左右),只有在表层50~100 nm的深度范围内的二次电子才能逸出样品表面,发生散射次数很有限,基本未向侧向扩展,因此,二次电子像分辨率约等于束斑直径。

当以背散射电子为调制信号时,由于背散射电子能量比较高,穿透能力强,可从样品中较深的区域逸出(约为有效作用深度的30%左右)。

在此深度范围,入射电子已有了相当宽的侧向扩展,所以背散射电子像分辨率要比二次电子像低,一般在500~2000nm左右。

如果以吸收电子、X射线、阴极荧光、束感生电导或电位等作为调制信号的其他操作方式,由于信号来自整个电子束散射区域,所得扫描像的分辨率都比较低,一般在l000 nm或l0000nm以上不等。

电镜扫描下的脂肪组织放大倍数扫描电镜的放大倍数可表示为M =Ac/As式中,Ac—荧光屏上图像的边长;As—电子束在样品上的扫描振幅。

一般地,Ac 是固定的(通常为100 mm),则可通过改变As 来改变放大倍数。

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald103①作者简介:马虹(1987—),女,山东泰安人,大专,初级实验师,研究方向:材料分析与表征。

通讯作者:徐娜(1979—),女,山东诸城人,硕士,高级实验师,研究方向:工程材料失效分析,E-mail:xnlfw@126. com。

DOI:10.16660/ki.1674-098X.2019.26.103扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①马虹 徐娜*时军波 李囡 李恩霞 张宏(齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省分析测试中心 山东省材料失效分析与安全评估工程技术研究中心 山东济南250014)摘 要:样品的制备作为扫描电子显微镜观测前的必要工序,对观测结果的精确性和准确度有重要影响。

本文介绍了场发射扫描电子显微镜块状和粉末样品的制备方法,归纳总结了影像图像质量的主要因素。

关键词:场发射扫描电镜 样品 制备方法 图像质量中图分类号:TN16 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)09(b)-0103-02Abstract: As a necessary procedure before scanning electron microscope observation, sample preparation has an important inf luence on the accuracy of observation results. In this paper, the preparation of bulk and powder samples by field emission scanning electron microscope is introduced, and the main factors of image quality are summarized. Key Words: Field emission scanning electron microscope; Sample; Preparation method; Image quality场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM)是近年来发展起来的一种简单、高效、便捷、几乎是非破坏性的表面观测设备[1]。

扫描电镜图像的分析

扫描电镜图像的分析

100 150 200 250 300 350 400 颗粒个数N

数 均 D n 5.57 5.30 5.40 5.57 5.50 5.57 5.64
μ
m
体 均 D v 8.33 8.20 8.06 8.16 8.08 8.09 8.14
μ
m
D50 μm 8 . 11 8 . 1 0 7 . 8 0 7 . 9 2 7 . 9 1 7 . 9 2 7 . 9 5
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管旳断口 500X
图4.14 钢材腐蚀表面 1000X
图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口(拉长韧窝)
图4.19 高岭土 3000X
图4.20 高岭土5000X
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金旳背散射电子照片 500X
图4.24 Mg-Zn-Y合金旳背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金旳背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
4 粒度分布测量
大规模集成电路板上旳沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等旳测量;粉体(尤其是纳米)颗粒 粒度测量、原则粒子微球旳粒度定值;复合材料(如固体推动剂)中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…,都能够使用图像处理、分析功能,有自动和手动。目前旳EDS中都有该软件包供选择, 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是精确、以便和实用旳。测量旳粒度范围能够从几十纳米到几种毫米,是 任何专用粒度仪所无法胜任旳。尤其当分析样品旳粒度不大于3um(例如:超细银粉、碳粉、钴蓝、 Fe2O3、SiO2等)时,超细颗粒极易汇集、团聚(如下图)、在水中尤其难于分散旳特征,老式旳湿法 粒度分析(例如:Coulter计数法、激光散射法、动态光子有关法)就无法得到真实旳粒度成果。而扫描 电镜粒度分析法(简称SEM法)却不受这些限制,比较灵活,完全能适应这些特殊样品旳粒度分析,同 步它属于绝对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在旳测定样品量太少、成果缺乏代表性旳缺陷, 在实际操作时,要多制备些观察试样,多采集些照片,多测量些颗粒(300个以上)。超细粉体样品一般 制备在铜柱表面上,希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这么,在不同倍数下得到照片,便于图象处理 和分析功能自动完毕;不然,就要手工测量每个颗粒旳粒度,然后进行统计处理。

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①扫描电镜(SEM)是一种常用的表面形貌分析仪器,广泛应用于材料科学、生物学、医学、环境科学等领域。

在使用SEM进行样品观察时,样品的制备和图像质量是影响观察结果的重要因素。

本文将对扫描电镜样品制备及图像质量的影响因素进行分析,以帮助读者更好地理解SEM样品制备的重要性及其影响因素。

一、扫描电镜样品制备1. 样品的选择在进行SEM观察之前,需要选择合适的样品。

对于金属、陶瓷等导电性较好的材料,直接使用即可;对于生物组织、有机材料等非导电性较弱的样品,需要进行金属涂覆或其他处理使其导电后才能进行观察。

样品的形貌、尺寸等也需要根据实际观察要求进行选择。

2. 样品的固定和处理在进行样品制备时,需要对样品进行固定和处理,以保证其在观察过程中不发生形变或损坏。

对于生物组织等脆弱的样品,可以采用冷冻切片、化学固定等方法进行处理,以保持其原始形态和结构;对于金属、陶瓷等硬质样品,可以采用机械切割、抛光等方法进行处理。

3. 样品的真空干燥在进行观察之前,需要将样品进行真空干燥,以保证在真空环境下观察时不会产生气泡或水汽等影响观察效果的情况。

真空干燥可以采用常规真空干燥箱、真空冷冻干燥机等仪器进行处理。

4. 样品的金属涂覆对于非导电性材料,需要进行金属涂覆处理,以提高其导电性。

常用的金属涂覆材料包括金、铂、铬等,可以通过喷镀、溅射等方法进行涂覆。

涂覆后的样品表面会形成一层导电薄膜,有利于SEM图像的质量和清晰度。

二、图像质量影响因素分析1. 样品表面形态样品的表面形态是影响SEM图像质量的重要因素之一。

在进行观察之前,需要对样品进行良好的抛光处理,以保证其表面光滑、无明显划痕或颗粒。

表面形态不良会导致图像中出现扭曲、模糊等情况,影响观察结果的准确性。

2. 样品的导电性样品的导电性对SEM图像质量也有重要影响。

非导电性材料在观察时容易产生电荷积聚和电子束散射,导致图像中出现椭圆失真、光晕等现象,降低图像的分辨率和清晰度。

扫描电镜 标准

扫描电镜 标准

扫描电镜标准
扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种用于观察和分析样品表面形貌、结构和成分的显微镜技术。

以下是扫描电镜的一些关键标准和特点:
1. 分辨率:扫描电镜的分辨率是指能够分辨的最小物体细节的能力。

通常以纳米(nm)为单位表示,较高的分辨率可以提供更精细的图像。

2. 放大倍数:扫描电镜可以提供从几倍到几十万倍的放大倍数,使研究人员能够观察到样品的微观结构。

3. 电子束源:扫描电镜使用电子束作为照明源,电子束的能量和束流强度会影响图像的质量和分辨率。

4. 样品制备:样品通常需要进行适当的制备,如切割、抛光、镀金等,以确保其表面能够反射电子束并产生良好的图像。

5. 探测器:扫描电镜配备多种探测器,如二次电子探测器、背散射电子探测器和X 射线能谱仪等,用于收集不同类型的信号,提供有关样品表面形貌、成分和结构的信息。

6. 操作模式:扫描电镜可以在不同的操作模式下工作,如高真空模式、低真空模式和环境扫描电镜模式,以适应不同类型的样品。

7. 数据分析和处理:扫描电镜通常配备专用的软件用于图像处理、数据分析和测量。

扫描电镜是一种功能强大的显微镜技术,广泛应用于材料科学、生命科学、纳米技术等领域的研究和分析。

扫描电镜原理及提高图像质量的方法ppt课件

扫描电镜原理及提高图像质量的方法ppt课件

在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
(2)扫描系统
扫描系统是扫描电镜的特殊部件,它由扫 描发生器和扫描线圈组成。它的作用是:1)使入 射电子束在样品表面扫描,并使阴极射线显像管 电子束在荧光屏上作同步扫描;2)改变入射束在 样品表面的扫描振幅,从而改变扫描像的放大倍 数。
(1) 背散射电子像衬度
背散射系数η随原子序数Z的变化如图所示 (δ为二次电子产率)。可见,背散射电子信号 强度随原子序数Z增大而增大,样品表面上平均 原子序数较高的区域,产生较强的信号,在背 散射电子像上显示较亮的衬度。因此,可以根 据背散射电子像衬度来判断相应区域原子序数 的相对高低。
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(3)信号收集系统
扫描电镜应用的物理信号可分为: 1)电子信号,包括二次电子、背散射电子、 透射电子和吸收电子。吸收电子可直接用电流表 测,其他电子信号用电子收集器; 2)特征X射线信号,用X射线谱仪检测; 3)可见光讯号(阴极荧光),用可见光收 集器。
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电子能谱图
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特征X射线

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①

扫描电镜样品制备及图像质量影响因素分析①【摘要】扫描电镜在材料科学及生物学领域有着广泛应用,而样品制备和图像质量是影响扫描电镜成像效果的重要因素。

本文从扫描电镜样品制备方法、样品表面处理、样品形态结构、操作参数和仪器状况等方面探讨了这些因素对图像质量的影响。

通过对不同因素的分析与比较,总结出了影响扫描电镜图像质量的主要因素,并对未来研究方向进行了展望。

本研究的目的在于为研究人员提供更好的样品制备和操作指导,提高扫描电镜成像的效率和质量,从而推动科学研究的进展。

【关键词】扫描电镜、样品制备、图像质量、影响因素、表面处理、形态结构、操作参数、仪器状况、综述、展望1. 引言1.1 研究背景当前关于扫描电镜样品制备及图像质量影响因素的研究还比较有限,对于各种因素的作用机理和交互影响尚未完全阐明。

深入研究扫描电子显微镜样品制备及图像质量影响因素,探讨各种因素对图像质量的影响规律,有助于提高SEM图像的分辨率和准确度,进一步拓展SEM在科研和实践中的应用范围。

本文旨在系统探讨扫描电子显微镜样品制备及图像质量影响因素,为相关研究提供参考和借鉴。

通过综合分析各种因素的影响,探讨SEM图像质量的优化方法,为未来的研究和发展提供有益的参考和指导。

1.2 研究目的扫描电镜在材料科学、生物学、医学等领域具有广泛的应用,但在实际使用过程中,样品制备及操作参数的选择对图像质量有着重要影响。

本文旨在探讨扫描电镜样品制备过程中各种因素对图像质量的具体影响,以期为扫描电镜图像的优化提供参考。

本研究旨在深入分析扫描电镜样品制备过程中各个环节对图像质量的影响因素,探讨不同制备方法、样品表面处理、样品结构形态、操作参数以及仪器状况等因素在图像质量方面的综合影响规律。

通过系统的实验研究和数据分析,为进一步优化扫描电镜图像质量提供科学依据和方法借鉴。

对于影响因素的分析和研究,也能够为从事相关领域研究人员提供参考和指导,促进扫描电镜技术在各个领域的应用和发展。

分散类样品的扫描电镜图像缺陷原因及解决方法

分散类样品的扫描电镜图像缺陷原因及解决方法
陷 , 而 获 得 高 质 量 的 图 像 。 常 发 生 效 应 、 染 等 。分 散 类样 品 污 ] 由于样 品单体分 布 散 乱 , 重 叠 不相 互 聚 集 , 容 易 更 易产 生 图像缺 陷 。
1 实验
1 1 S M 样 品 的 制 备 . E
6 2
分 析 仪 器
21 年第3 02 期
分 散 类 样 品 的扫描 电镜 图像 缺 陷原 因及 解 决 方 法
唐晓山
( 江 师范 学 院 分 析 测 试 中心 , 江 5 4 4 ) 湛 湛 2 0 8
摘 要 在 介 绍 扫 描 电 子 显 微镜 ( E 的工 作 原 理 及 特 点 基 础 之 上 , 点 阐 述 了 荷 电 效 应 、 缘 效 应 、 子 束 损 S M) 重 边 电 伤 对 分 散 类 样 品 所 造 成 的 图 像 缺 陷 及 相应 的解 决 方 法 。 关 键 词 扫 描 电子 显 微 镜 荷 电效 应 边 缘 效 应 电子 束 损 伤
区 域 , 暗 区域 显 示 出 底 层 样 品 细 节 。 黑
品 的高 低参 差 、 凸不 平 , 子束 照 射 到样 品上 , 凹 电 不
同点 的作用 深度 及 角度 不 同, 成激 发 的二 次 电子 造 数及 电子 向空 间散 射 的角 度 和 方 向不 同 , 过探 头 通
的采 样与 电信号 的转 换 , 样 品的高低 、 使 形状 、 位置 、
扫 描 电子 显 微 镜 ( E ) 基 本 的成 像 功 能 是 SM 最 二 次 电子成 像 , 主要 反 映 样 品 的表 面 形貌 。 由于样
2 1 图 像 明 暗 异 常 .
图 l所 示为 样 品放 大 8 0倍 时 图像 , 测 电 压 0 观 为 1 k 电流为 6 “ 样 品单 体 边缘 异 常 高亮 , 5 V、 5 A, 并 有 整体 高亮 区域 , 区过 黑 , 法 显示 图像 细节 ; 暗 无 图 2为 明暗对 比相 对 正 常 的 图像 , 观测 电压 为 1 k 2 V、 电流为 4 “ 样 品单 体 边缘 显 示 正 常 , 整体 高 亮 7 A, 无
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影响扫描电镜图像质量的因素分析摘要:本文介绍影响的因素及其对图像质量的影响,别离从加速电压、扫描速度和信噪比、、、和等分析图像质量的转变原因,提出提高图像质量的方式。

关键词: 扫描电子显微镜 SEM 图像质量是(Scanning Electron Microscope,SEM)是起来的一种多功能的电子显微分析仪器。

SEM 以其简单、图像视野大、景深长、图像立体感强,且能接收和分析后产生的大部份信息,因此在科研和工业等各个领域取得普遍应用。

但是扫描电镜是非常精密的仪器,结构复杂,要想得到能充分反映物质形貌、层次清晰、立体感强和分辨率高的高质量图像仍然是一件非常艰难的事情,本文针对工作中出现的问题,分析影响图像质量的因素,讨论如何根据样品选择最佳观察条件。

1 加速电压扫描电镜的电子束是由灯丝通电发烧温度升高,当钨丝达到白热化,电子的动能增加到大于阳离子对它的吸引力( 逸出功) 时,电子就逃逸出去。

在紧靠灯丝处装上有孔的栅极( 也叫韦氏盖),灯丝尖处于栅孔中心。

栅极上100~1000V 的负电场,使灯丝的电子发射达到必然程度时,再也不能继续随温度增加而增加,即达到(这种提法是错误的)。

离开栅极必然距离有一个中心有孔的阳极,在阳极和阴极间加有一个很高的正电压称为[1],它使电子束加速而取得能量。

加速电压的范围在1~30kV,其值越大电子束能量越大,反之亦然。

加速电压的选用视样品的性质( 含导电性) 和倍率等来选定。

当样品导电性好且不易受电子束损伤时可选用高加速电压,这时(尤其是低原子序数的材料)使材料衬度减小图像分辨率高。

但加速电压过高会产生不利因素,电子束对样品的穿透能力增大,在样品中的扩散区也加大,会发射甚至二次电子也被散射,过多的散射电子存在信号里会出现叠加的虚影从而降低分辨率,目前我所用的扫描电子显微镜(TESCAN TS 5136MM) 的加速电压可在1~30kV 内任意调节,采用加速电压1~30 kV(见图1)。

图1 别离加速电压为1kV,10kV,30kV 的SEM 像,当样品导电性差时,又不便喷碳喷金, 还需保存样品原貌的这类样品容易产生,样品充电区的微小电位差会造成电子束散开使束斑扩大从而损害分辨率。

同时表面负电场对入射电子产生排斥作用,改变电子的入射角,从而使图像不稳定产生移动错位,甚至使表面细节根本无法呈现,加速电压越高这种现象越严重,此时选用低加速电压以减少充、放电现象,提高图像的分辨率。

2 扫描速度和信噪比在显像管的屏幕上电子束每行扫描约2000 点,每帧画面约2000 行,每秒钟扫描25 帧(驰奔:这么高的像素数,进行TV扫描成像根本不现实,明显有误, 信号探测器YAG的响应时刻是80ns,也就是微妙,只停留微妙什么都看不见)。

这就意味着每一个点上只停留μs[2]。

电子束对样品的彼此作用和检测器对这种作用的响应很慢,即在μs 期间每一个点上取得的信号很弱,需通过放大才能看清,这会带来很多的扫描速度的选择会影响所拍照图像的质量,若是拍图的速度太快信号强度很弱。

另外由于无规则信号的噪音干扰使分辨率下降。

若是延长扫描时刻会使噪音彼此平均而抵消,因此提高信噪比增加画面的清楚程度。

但扫描时刻太长,电子束滞留在样品上的时刻就会延长,电子束会使材料变形,降低分辨率乃至出现假象,特别对生物和高分子样品,观察时扫描速度不能太慢,采用TESCAN TS5136MM 扫描电子显微镜常规采用速度每一个点上只停留μs。

3 束斑直径和工作距离在SEM 中束斑直径决定图像的分辨率。

束斑的直径越小图像的分辨率越高。

一般来讲束斑直径的大小是由电子光学系统来控制,并同末级透镜的质量有关。

若是考虑末级透镜所产生的各类相差,则实际照射到试样上的束斑直径d 为[3]d2=d02+ds2+dc2+df2 (1) (驰奔注:公式中2为指数项)式中,d0 高斯斑直径;ds 由于透镜球象差引发的电子探针的散漫圆直径;dc 由于透镜色差所引发电子探针的散漫圆直径;df 由于衍射效应所造成电子探针的散漫圆直径。

在扫描电子显微镜的工作条件下:ds>>dc,df。

因此公式(1) 可以近似为:d2=d02+ds2。

因为d0 与同末级透镜的励磁电流有关,而后者又与工作距离WD 有关。

WD 越小,要求末级透镜的励磁电流愈大,相应的d0 愈小。

此外对于一定质量的透镜来讲,球象差系数也是同工作距离WD 有关,WD 愈小相应的Cs ()也愈小。

因此为获得高的图像分辨率则束斑直径要小,同时需要采用小的工作距离。

如果探针电流过高,电子束斑缩小过度,图像中就容易出现噪声。

如果要观察高低不平的样品表面,要求很高的焦深,则需要采用大的工作距离,同时需要注意,图像的分辨率会明显降低。

4 探针电流探针电流直接影响到束斑直径、图像信号强度、分辨率和图像清楚及失真程度等参数,而这些参数间又存在矛盾。

电流越大电子束的束斑直径越小,(驰奔注:描述错误,可能是编辑的问题)使分辨率增大,景深也增大。

可是信号弱时,亮度有时会显得不足、信噪比降低。

对于一些高分子材料、生物样品或一些不导电的样品采用较大的探针电流,产生的电荷不能及时扩散迁移而形成积累,因此产生放电现象,难以取得高质量的形貌图片;可是若是探针电流过小,会由于二次电子的信号较弱,本底杂散信号影响比较大,分辨率会下降,在高倍率下影响严峻。

因此探针电流选择的原则是在反差和亮度知足正常的情形下,加大探针电流,以便取得最高的分辨率和较大的景深范围。

可是对于低倍率观察图像时要求丰硕的层次结构为主,需要采用小一点的探针电流。

扫描电镜TESCAN 5136 的电子探针电流与束斑直径的关系(见图2)。

探针电流越大,束斑直径越小,(驰奔注:那个明显错误,可能是编辑的问题)因此选择适合于放大倍数、观察条件(加速电压、样品倾斜角度等)和样品图像质量的探针电流是明智的。

图2 TESCAN 5136 的探针电流和束斑直径之间的关系( 驰奔注:探针电流单位是纳安nA而不是毫安mA,另外探针直径与探针电流的三分之八次方成正比,上图表明显给错,不是编辑的问题)5 象散校正实际上是针对各类因素而造成的电子束束斑弥散圆,对于非对称造成的轴上象散都能够用消象散器来校正。

对于TESCAN 5136 扫描电镜,是装有八极电磁式的消象散器,如图3 来消除象散对成像的影响。

图3 八极电磁式消象散器八极电磁式消象散器原理[4] 是根据洛伦兹力力的作用原理,这种场使沿光轴方向运动的电子受到一附加的力,在垂直于光轴的平面中,具有椭圆对称性的校正力,通过改变两组线包中电流的大小和方向,使校正场的作用补偿原透镜场的椭圆性,从而获得截面为圆形的电子束。

图像如果有象散,不仅使图像产生失真,而且图像的清晰度也会明显下降,如图4 物镜光阑对中与未对中的聚焦状态:(a)准确对中原图像正圆,失焦时向四周均匀发散;(b) 光阑有偏,正交时图像成椭圆,且有象散;(c) 光阑偏中较大时,失焦图像流动(驰奔注:光阑是不是对中不会造成椭圆斑,而是引发图像在某个方向晃动,那个描述明显不对)。

当不是很严峻时,或由于样品的不同性质造成的微小象散时,能够借助仪器的消象散器产生一个相反的小磁场来抵消象散的偏离度。

由于消象散器是一个八面的电磁体,能够多个方向调节,取得最清楚、细节最多、而且不失真的样品原貌。

图5 中图像别离是存在象散的正聚焦,存在象散的过聚焦或欠聚焦,校正象散的正聚焦结果。

图4 物镜光阑对中与未对中的聚焦状态图5 不同聚焦情形下的成像1. 存在象散的正聚焦;2. 存在象散的过聚焦或欠聚焦;3. 校正象散的正聚焦随着电镜使用时间的增加,物镜光阑等部件会受各种来自外界各种因素的污染,再加上各种样品对电子的散射程度不同,角度不同造成的象散大小和方向也不尽相同。

所以在观察图像尤其是高倍率图像时,要经常对象散加以微调,否则会由于象散的原因使图像的质量大大降低。

6 其它干扰图像大的反差会使图像富有立体感,可是过大的反差会损失一些细微结构;图像小的反差会使图像层次丰硕和柔和,可是过小的反差也会丧失细节;对于导电的样品在碰到电子后会产生放电现象,使反差降低,因此要按照不同的样品进行自动和手动调节反差对比度。

:真空度不够时会使样品被盖上一层污染物,不能得到高分辨图像,镜筒和物镜光阑被污染,需及时进行清洁处理,否则在图像中会观察到象散,关掉电子束的前后瞬间图像发生位移,严重影响图像质量也会有损仪器的使用。

根据不同的样品采取不同的喷镀条件,如喷镀时间、喷镀电流以及喷镀高度来选取合适的镀层厚度。

一般对于样品的形貌变化不大的可以采用的镀层,形貌变化大的可以采用厚的镀层。

电源稳定度和外界杂散磁场会使图像出现锯齿形畸变边缘,特别是在高倍率时更容易观察到。

震动造成在不同时记录的象元排列位置随着震动频率发生挪动,从而使图像变得模糊或变形,观察高倍率图像时,相应的震动效应对图像质量的影响更为严重。

嘈杂噪音:如机械泵工作声音,除湿机工作声音、拍摄高倍率图像时说话的声音以及电话打电话信号干扰(电话信号为高频电磁波,不会对电子束造成影响,但必然要太高声音说话)等对图像产生专门大的影响,致使图像的分辨率降低。

7 总结总而言之,影响图像质量的因素很多(见图6)。

图6 影响SEM 图像质量的因素图像的质量高低除仪器本身存在的问题外,更主要是操作条件决定的。

应根据不同的样品,以便得到高质量的图像。

参考文献1 马金鑫, 朱国凯. 扫描电子显微镜入门[ M], 北京: 科学出版社, 19852 懂炎明. 高分子分析手册,北京:中国石化出版社,2004,(3): 5203 廖乾除,蓝芬兰. 扫描电镜原理及应用技术,北京:冶金工业出版社,19904 张良平,付建华. 扫描电镜中象散的消除,分析测试仪器通讯,1994,(2):44~48Analysis of the iactors influencing image quality of scanning electron microscopeZhou Guangrong(The Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymer and Department of Macromolecule Science,Fudan University, Shanghai 200433)Abstract The factors and their influences on SEM image quality were discussed in this paper. The selections ofelectron acceleration voltage, scanning rate and S/N, spot size, probe current, stigmator, working distance, contrast,etc., have been studied through analyzing image qualities. Methods to increase image quality were proposed.Key words Scanning electron microscope SEM Image quality。

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