扫描电镜低加速电压成像
扫描电镜的加速电压与束流强度对成像有着决定性的影响。
通常来说,操作人员更愿意使用更高的加速电压去成像,当加速电压较大时,信噪比更好,分辨率更高,更容易得到“清晰”的图像。但低加速电压却是当今扫描电镜的发展趋势,这是什么原因呢?今天,这篇文章将围绕“低加速电压成像”展开讨论。
电子束与样品相互作用将会激发出多种电子信号,包括背散射电子(BSE)、二次电子(SE)等。二次电子(SE)主要表征样品的表面形貌信息,激发深度一般低于 10nm,主要表征样品的表面形貌信息。
当使用较高加速电压去观测样品,二次电子来自样品表面 5~10nm 范围,表层的形貌被削弱,甚至掩盖;而用低加速电压观测样品时,由于入射电子束与样品的相互作用小,信号更多来源于材料的表面,加速电压越低,观测的形貌效果越接近表层,且低加速电压对样品的损伤也较小。
现在,通过几组照片,让大家更好地理解低加速电压成像的优势:
样品为金项链在不同加速电压(5kV 与 15kV)下的扫描电镜图像,当加速电压为 5kV 时,金项链的孔洞、裂纹等缺陷得以体现,具有更多的表面细节,而加速电压为 15kV 时,表面更为平整。
石墨颗粒在不同加速电压(5kV、10kV、15kV)下的三张照片:5kV 时的束流穿透是弱的,展示了多的结构信息,具有更好的形貌衬度。
陶瓷在不同加速电压(5kV、15kV)下的两张照片: 加速电压为 5kV 时,可以看到烧结陶瓷的缺陷。
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样品是泡沫聚苯乙烯在不同加速电压(5kV、15kV)下的两张照片,对于轻元素样品(高分子材料等),低加速电压可以减少对样品的损伤。
(本文来源: 复纳科学仪器(上海)有限公司
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