影響掃描電鏡的參數(shù)

掃描電鏡是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察手段，可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。掃描電鏡主要參數(shù)有分辨率、放大倍數(shù)、景深和襯度。

掃描電鏡主要參數(shù)

分辨率：

　　分辨率是掃描電鏡Z主要的性能指標，對成像而言，它是指能分辨兩點之間的Z小距離;對微區(qū)成分分析而言，它是指能分析的Z小區(qū)域。掃描電鏡的分辨率通過測定圖像中兩個顆粒(或區(qū)域)間的Z小距離來確定的，測定的方法是在已知放大倍數(shù)的條件下，把在圖像上測到的Z小間距除以放大倍數(shù)所得數(shù)值就是分辨率。

　　影響掃描電鏡的分辨本領的主要因素有：

　　①入射電子束束斑直徑：

　　為掃描電鏡分辨本領的極限。一般，熱陰極電子槍的Z小束斑直徑可縮小到6nm，場發(fā)射電子槍可使束斑直徑小于3nm。

　?、谌肷潆娮邮跇悠分械臄U展效應：

　　擴散程度取決于入射束電子能量和樣品原子序數(shù)的高低。入射束能量越高，樣品原子序數(shù)越小，則電子束作用體積越大，產生信號的區(qū)域隨電子束的擴散而增大，從而降低了分辨率.

　?、鄢上穹绞郊八玫恼{制信號：

　　當以二次電子為調制信號時，由于其能量低(小于50eV)，平均自由程短(10~100nm左右)，只有在表層50～100nm的深度范圍內的二次電子才能逸出樣品表面，發(fā)生散射次數(shù)很有限，基本未向側向擴展，因此，二次電子像分辨率約等于束斑直徑。

　　當以背散射電子為調制信號時，由于背散射電子能量比較高，穿透能力強，可從樣品中較深的區(qū)域逸出(約為有效作用深度的30%左右)。在此深度范圍，入射電子已有了相當寬的側向擴展，所以背散射電子像分辨率要比二次電子像低，一般在500～2000nm左右。如果以吸收電子、X射線、陰極熒光、束感生電導或電位等作為調制信號的其他操作方式，由于信號來自整個電子束散射區(qū)域，所得掃描電鏡像的分辨率都比較低，一般在1000nm或10000nm以上不等。

放大倍數(shù)：

　　掃描電鏡的放大倍數(shù)可表示為M=Ac/As式中，Ac指熒光屏上圖像的邊長;As指電子束在樣品上的掃描振幅。一般地，Ac是固定的(通常為100mm)，則可通過改變As來改變放大倍數(shù)。目前，大多數(shù)商品掃描電鏡放大倍數(shù)為20～20000倍，介于光學顯微鏡和透射電鏡之間，即掃描電鏡彌補了光學顯微鏡和透射電鏡放大倍數(shù)的空擋。

景深：

　　景深是指焦點前后的一個距離范圍，該范圍內所有物點所成的圖像符合分辨率要求，可以成清晰的圖像;也即，景深是可以被看清的距離范圍。掃描電鏡的景深比透射電子顯微鏡大10倍，比光學顯微鏡大幾百倍。由于圖像景深大，所得掃描電鏡像富有立體感。

　　電子束的景深取決于臨界分辨本領d0和電子束入射半角αc。其中，臨界分辨本領與放大倍數(shù)有關，因人眼的分辨本領約為0.2mm，放大后，要使人感覺物像清晰，必須使電子束的分辨率高于臨界分辨率d0，電子束的入射角可通過改變光闌尺寸和工作距離來調整，用小尺寸的光闌和大的工作距離可獲得小的入射電子角。

襯度：

　　襯度表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度。表面形貌襯度由試樣表面的不平整性引起。原子序數(shù)襯度指掃描電鏡電子束入射試祥時產生的背散射電子、吸收電子、X射線，對微區(qū)內原子序數(shù)的差異相當敏感。原子序數(shù)越大，圖像越亮。二次電子受原子序數(shù)的影響較小。高分子中各組分之間的平均原子序數(shù)差別不大;所以只有—些特殊的高分子多相體系才能利用這種襯度成像。

掃描電鏡的優(yōu)點

　?、儆休^高的放大倍數(shù)，20-20萬倍之間連續(xù)可調;

　?、谟泻艽蟮木吧睿曇按?，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構;

　?、蹝呙桦婄R試樣制備簡單。

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