運用掃描電子顯微鏡查看樣本時會關(guān)心辨別率、襯度、景深、形貌的如實性、其余領(lǐng)會的須要之類，各別的關(guān)心點之間須要各別的拍攝前提，偶爾以至彼此沖突。

今上帝要談一談怎樣按照樣本典型以及所關(guān)心的題目采用符合的加快電壓？

慣例拍攝須要提防的題目

平常電子顯微鏡運用者都舉行慣例樣本的查看，慣例樣本不像辨別率規(guī)范樣本那么理念，樣本比擬攙雜，并且有功夫關(guān)心點并不溝通。所以咱們要按照樣本典型以及所關(guān)心的題目采用符合的電子顯微鏡前提。

關(guān)心辨別率、襯度、景深、形貌的如實性、其它領(lǐng)會的須要之類，各別的關(guān)心點之間須要各別的電子顯微鏡前提，偶爾以至彼此沖突。所以咱們必需精確拍攝手段，探求最符合的電子顯微鏡前提，而不是遽然的探求大倍數(shù)。

電子顯微鏡的處事前提囊括很多，加快電壓、束流束斑、處事隔絕、光闌巨細(xì)、明暗比較度、探測器的采用等。

這一期將為大師引見加快電壓的采用。

任何電子顯微鏡都是加快電壓越高辨別率越高，但并不表示著任何試樣都是電壓越大越好。電壓的采用是電子顯微鏡中各個處事前提中最要害的一個。有百般成分須要商量，而各個成分之間也有沖突相悖的，這個功夫還須要符合舉行歸納商量大概采用其它方法。

① 樣本傷害和荷電成分

采用的加快電壓不許對試樣爆發(fā)鮮明的輻射傷害大概荷電，要不查看到的圖像不是試樣的如實形貌。即使有荷電的爆發(fā)，須要將電壓降至到V2以次，這點在前方電荷效力中仍舊精細(xì)闡明，這邊不復(fù)反復(fù)。

對于非金屬等導(dǎo)熱導(dǎo)熱均杰出的試樣，不妨用較高的電壓舉行查看，如10kV及之上；對于少許導(dǎo)熱性不是很好然而比擬寧靜的試樣，不妨平淡加快電壓，如5kV安排；對少許簡單傷害的樣本，比方高分子資料、底棲生物資料等，大概須要較低的電壓，如2kV或以次。

② 電子產(chǎn)額成分

對于單相資料來說，由于因素沒有分辨，咱們采用電子產(chǎn)額最大的區(qū)間V1～V2即可，然而對于攙和物相資料來說，咱們蓄意在無形貌襯度的同聲還能有較好的因素襯度，如許的圖片顯得襯度更好，消息量也最大，常常咱們也會覺得如許的圖片最明顯。所以咱們須要采用二次電子產(chǎn)額出入較大的地區(qū)舉行拍攝。

如圖5-13，左圖是碳和金的二次電子產(chǎn)額，中央圖片是金顆粒在1kV下的二次電子圖像，右圖是200V下的二次電子圖像。明顯，在200V下碳和金的產(chǎn)額一律，以是此時拍攝的圖像僅表露出形貌上的分辨，而碳和金的因素分別不管如何安排明暗比較度也不會展示。而在1kV下，碳和金的電子產(chǎn)額分別到達(dá)最大，以是除去形貌襯度外，還展現(xiàn)出極好的因素襯度。

圖5-13 金和碳在電子產(chǎn)額（左）及1kV（中）、200V（右）電壓下的SE圖像

對于少許非金屬資料來說，常常較高的加快電壓下有對立較大的產(chǎn)額分別，而對于少許低亞原子底數(shù)試樣，較低的電壓常常電子產(chǎn)額分別更大。

如圖5-14，試樣為碳銀攙和資料。左圖為5kV SE圖像，右圖為20kV SE圖像。5kV下不只能展現(xiàn)出比20kV更好的因素襯度，再有更好的表白詳細(xì)。

圖5-14 碳銀攙和資料在5kV（左）、20kV（右）電壓下的SE圖像

如圖5-15，試樣為銅包鋁導(dǎo)線截面，左圖為5kV SE圖像，右圖為20kV SE圖像。20kV下不妨更好的將外圈的銅層和里面的鋁層做更好的辨別。

圖5-15 銅包鋁導(dǎo)線截面在5kV（左）、20kV（右）電壓下的SE圖像

對于有些自己分辨很小的物相，即使能找到二次電子產(chǎn)額分別最大所對應(yīng)的電壓，也可將其辨別。固然有的產(chǎn)額沒有參考弧線，須要過程諸多試驗本領(lǐng)找到。比方圖5-16，試樣為摻雜半半導(dǎo)體基底上的本征半半導(dǎo)體地膜，其電子產(chǎn)額分別在1kV到達(dá)最大，對應(yīng)1kV的圖像能將兩層膜就行辨別，而其它電壓則沒有太好的襯度。

圖5-16 半半導(dǎo)體地膜在各別電壓下的襯度比較

③ 襯度的平穩(wěn)

固然經(jīng)過上一點提到的加快電壓的采用不妨將因素襯度到達(dá)最大，但偶爾該前提并不是查看形貌最好的電壓。

此時咱們須要商量畢竟是提防形貌仍舊提防因素襯度，運用二次電子來舉行查看，仍舊用背散射電子舉行查看，大概用折衷的方法舉行查看。這都須要操作家按照電子顯微鏡像片想證明的題目來舉行采用。

要贏得好的形貌襯度圖像和亞原子底數(shù)圖像所需的電壓前提普遍都不一律，也有其余的方法不妨符合處置。對最好形貌襯度和最好亞原子底數(shù)襯度獨立拍攝像片，后期在電子顯微鏡軟硬件中經(jīng)過圖像疊加的辦法，將各別的像片（場所須要實足一律）依照確定的比率舉行攙和，產(chǎn)生一張兼有兩者襯度的圖片。

④ 靈驗夸大率成分

普遍電子顯微鏡在各別的電壓下都有著不一律的極限辨別率，其對應(yīng)的靈驗夸大率也隨之而變換。拍攝一定倍數(shù)的電子顯微鏡像片，更加是高倍像片，須要采用電壓對應(yīng)的靈驗夸大率不妨到達(dá)需要。要不，視為圖像展示了虛夸大。虛夸大后，圖像固然也在夸大，然而并沒有展示更多的消息，并且虛夸大而會有更多情況成分的感化。

以是即使展示虛夸大，不妨普及加快電壓，以減少靈驗夸大率；即使電壓不許變換，不妨商量減少圖像的搜集像素，來贏得一致夸大的功效。此時受情況成分大概樣本傷害成分更小。

⑤ 穿透深度成分

前方仍舊精細(xì)的報告了加快電壓和電子散射之間的聯(lián)系。加快電壓越高，能量越大，電子的散射地區(qū)就越大。那么爆發(fā)的二次電子或背散射電子中，從更深處放射的比率則更多。所以較大的加快電壓固然有更好的程度目標(biāo)的辨別率，然而卻忽視了試樣很多的外表詳細(xì)；而低電壓固然程度目標(biāo)辨別率對立較差，然而卻對深度目標(biāo)有著更好的精巧度，不妨反應(yīng)出外表更多的形貌詳細(xì)。

如圖5-17，試樣為外表化裝的二氧化硅球，5kV電壓看不出任何外表詳細(xì)，而2kV下則能查看到鮮明的顆粒。再如圖5-18，納米顆粒粉末在各別電壓下的展現(xiàn)，由于顆粒聚會重要，以是在5kV電壓下沒轍將聚會顆粒很好的辨別，顯得粒徑更大，而1kV下則能查看到對立更渺小的顆粒。

圖5-17 SiO2球在5kV（左）、1kV（右）電壓下的圖像

圖5-18 納米顆粒在5kV（左）、1kV（右）電壓下的圖像

當(dāng)加快電壓貶低到200V安排的超低程度后，電子束的效率地區(qū)變得很小，慣例的邊際效力大概頂端效力基礎(chǔ)不妨去除，如圖5-19。

圖5-19 200V安排的電壓不妨取消邊際效力

然而并不是說電壓越低，外表詳細(xì)越充分就越好。偶爾對于少許特出樣本相反蓄意有較高的穿透深度。比方，對少許包覆資料，蓄意看到包覆功效，須要電子束能穿透較深，將包覆里面的消息反應(yīng)出來。即使僅運用低電壓，只能看出包覆層的外表詳細(xì)，而達(dá)不到預(yù)見的功效。如圖5-20，右邊5kV拍攝的圖比左邊2kV下有無助于于咱們查看到石墨烯包覆球狀物的功效。再有的樣本所感愛好的少許貨色嵌在基體里面，此時也須要較高的電壓來到達(dá)確定的穿透功效，查看到感愛好的特性。

圖5-20 石墨烯包覆在各別電壓下穿透功效

其余，低電壓由于穿透小，以是對外表極為敏銳，固然對外表傳染也顯得更為領(lǐng)會。而有功夫咱們不想贏得有太多傳染的圖片，此時普及電壓，鞏固電子束穿透本領(lǐng)也會貶低外表傳染的反面感化，如圖5-21。

圖5-21 外表傳染物在1kV（左）和15kV（右）下的比較

以是穿透深度要按照本質(zhì)的需要來舉行采用，低電壓無助于于展現(xiàn)更多外表詳細(xì)，高電壓無助于于查看到樣本的里面情景，要按照本質(zhì)須要來采用加快電壓。

⑥ 信噪比成分

加快電壓變小，固然很多物資的電子產(chǎn)額更高，然而由于電子束的旗號變?nèi)?，以是完全二次電子和背散射電子旗號也變?nèi)?。普遍來說都是高電壓有著比低電壓更好的信噪比。

對于少許信噪比不好的情景，不妨經(jīng)過符合減少電壓來提高信噪比；然而即使加快電壓由于其它因為不許變換，不妨經(jīng)過多種辦法來提高信噪比，如：減少束斑束流、采用更大孔徑光闌、貶低掃描速率、運用線積分大概面積聚、減小處事隔絕、符合減少探測器的偏壓、大概試樣傾轉(zhuǎn)樣本。

⑦ 其它附屬類小部件成分

掃描電子顯微鏡不只僅是拍攝圖像，常常還裝備了其它領(lǐng)會附屬類小部件。各別的附屬類小部件對電壓也有確定的訴求。在舉行其它領(lǐng)會的功夫，大概要優(yōu)先商量附屬類小部件處事的須要。

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