《扫描电镜与能谱仪分析技术》可供在金属、高分子、无机、机械、微电子、半导体、矿物、化工、造纸等领域从事研究、生产的科技人员及大专院校师生参考。
为了观察0.5 %的衬度值必须利用10A的束流,若仍利用10A的束流,其0.5 %的衬度均消失在背景噪声中。因此为了使低衬度能够成像,只好加大束流以满足上式要求,但这必须付出代价,即只能用较大束斑尺寸工作,图像的分辨率会显著降低,微小细节无法辨认,这点将在后面讨论。
二、分辨率限度
分辨率是扫描电镜的重要指标,通常定义为可分辨开的两个最近物点的距离。通常利用测量分辨率的标准样品,拍摄二次电子像,在图像上测量可分辨开的两个最近像点的间距6min。(见图5—1),除以放大倍率M,即为分辨率尺:
电子束与样品相互作用过程中产生的各种物理信号来自不同的取样深度,选用不同的信号成像,就会得到不同的分辨率。二次电子能量低,一般小于50eV,在样品中穿行的平均自由程不足10nm,只能从表面浅层里出射,在这个区域里,入射电子与样品原子仅发生有限次数的散射,基本上未经横向扩散就激发出大量二次电子。因此,认为在样品上方检测到的二次电子主要来自与扫描束斑直径相当的区域。在理想情况下,二次电子像的分辨率应等于束斑直径。另外,二次电子对微区形貌最敏感,所以扫描电镜分辨率的确定是以二次电子像为依据,各生产厂家均遵循这个规定,二次电子像的分辨率即为扫描电镜分辨率。
分辨率是衡量仪器性能的一个重要的综合性指标,在扫描电镜中,最终获得的分辨率受4个主要因素的限制:①仪器的电子光学性能;②样品/探测器系统所产生的衬度;③样品中信号的取样区范围;④周围环境的影响。下面进行详细讨论。
1.电子光学限度电子光学系统的作用是将直径d。的电子源逐级缩小,提供一个直径最小的扫描束斑dmin和最大的束流imin,以满足图像分辨率和衬度要求。在理想状态下,如果电子光学系统的缩小倍率M足够大,就可以获得无限小的最终扫描束斑dp,电镜的分辨率非常高。
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