【掃描電鏡原理】低加速電壓成像
掃描電鏡的加速電壓與束流強(qiáng)度對(duì)成像有著決定性的影響。
通常來(lái)說(shuō),操作人員更愿意使用更高的加速電壓去成像,當(dāng)加速電壓較大時(shí),信噪比更好,分辨率更高,更容易得到“清晰”的圖像。但低加速電壓卻是當(dāng)今掃描電鏡的發(fā)展趨勢(shì),這是什么原因呢?今天,這篇文章將圍繞“低加速電壓成像”展開(kāi)討論。
電子束與樣品相互作用將會(huì)激發(fā)出多種電子信號(hào),包括背散射電子(BSE)、二次電子(SE)等。二次電子(SE)主要表征樣品的表面形貌信息,激發(fā)深度一般低于 10nm,主要表征樣品的表面形貌信息。
當(dāng)使用較高加速電壓去觀測(cè)樣品,二次電子來(lái)自樣品表面 5~10nm 范圍,最表層的形貌被削弱,甚至掩蓋;而用低加速電壓觀測(cè)樣品時(shí),由于入射電子束與樣品的相互作用小,信號(hào)更多來(lái)源于材料的表面,加速電壓越低,觀測(cè)的形貌效果越接近表層,且低加速電壓對(duì)樣品的損傷也較小。
現(xiàn)在,通過(guò)幾組照片,讓大家更好地理解低加速電壓成像的優(yōu)勢(shì):
樣品為金項(xiàng)鏈在不同加速電壓(5kV 與 15kV)下的掃描電鏡圖像,當(dāng)加速電壓為 5kV 時(shí),金項(xiàng)鏈的孔洞、裂紋等缺陷得以體現(xiàn),具有更多的表面細(xì)節(jié),而加速電壓為 15kV 時(shí),表面更為平整。
石墨顆粒在不同加速電壓(5kV、10kV、15kV)下的三張照片:5kV 時(shí)的束流穿透是最弱的,展示了最多的結(jié)構(gòu)信息,具有更好的形貌襯度。
陶瓷在不同加速電壓(5kV、15kV)下的兩張照片: 加速電壓為 5kV 時(shí),可以看到燒結(jié)陶瓷的缺陷。
陶瓷在不同加速電壓(5kV、15kV)下的兩張照片: 加速電壓為 5kV 時(shí),可以看到燒結(jié)陶瓷的缺陷。
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