来源:TESCAN公司 扫描电镜 常规拍摄需要注意的问题 平时电镜使用者都进行常规样品的观察,常规样品不像分辨率标准样品那么理想,样品比较复杂,而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。 关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等,不同的关注点之间需要不同的电镜条件,有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的,寻找最适合的电镜条件,而不是贸然的追求大倍数。 电镜的工作条件包括很多,加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍工作距离的影响。
§工作距离的影响 ① 分辨率 由前面的束斑尺寸公式我们就已经得知,不管任何电镜、任何电压束流条件,都是工作距离越近,分辨率越好。不过工作距离越近,操作越危险,需要操作者较为小心,避免试样碰撞极靴。而且工作距离越近,试样允许的倾转角度也受到更大的限制。 ② 景深 除了分辨率外,有时候景深也是电镜图片非常重要的因素,特别是当倍数较大时,景深会大幅度缩小,试样稍有起伏则不能全部聚焦清楚。 景深有如下公式可以表示: 其中M为放大倍数、D为工作距离、d为电子束直径、α为光阑孔径。TESCAN所有的电镜都可以从软件中读取当前工作条件下的景深,如图5-27。 图5-27 TESCAN软件直接读取景深 从景深公式中我们可以知道,影响景深的几个工作参数:
另外,TESCAN电镜具有独特的景深模式,通过中间镜和物镜的聚焦配合,能够增加高倍数下的景深。此外,无磁场模式的景深要好于磁浸没式。 图5-28是不同距离下的景深效果,可以明显的看出长工作距离下的景深优于短工作距离,但是工作距离过长会导致分辨率的下降。 图5-28 工作距离对景深的影响 ③ 衬度与工作距离的影响 对背散射电子来说,工作距离还会引起衬度的不同。工作距离较远时,极靴下背散射电子探测器的接收立体角较小,相对接收更高角的背散射电子信号;距离较近时,立体角变大,可以接收更多的低角背散射电子信号。图5-29,试样是抛光的金属镍,测试了不同区域的灰度值,可以发现工作距离较近时,不同的晶粒的灰度值相差更大,通道衬度更好。 图5-29 工作距离与背散射电子衬度 ④ 物镜模式和附件的要求 采用半磁浸没式物镜时(MAIA的Depth或Resolution模式),需要较近的工作距离。半浸没式物镜的磁场仅在物镜附近,工作距离远了磁场不能将试样表面包住,使得电子束不能很好的聚焦到试样表面。因此在这种工作模式下,工作距离最好小于7mm。 如果插入了极靴下背散射电子探测器,由于探测器本身具有一定的厚度,所以工作距离也不能太近,否则会撞上探测器。插入极靴下背散射探测器的情况下,工作距离要大于6mm。如果工作距离更近了,可以拔出极靴下背散射探测器,改用镜筒内背散射电子探测器进行观察。在使用减速模式或者镜筒内二次电子探测器时,也需要相对较小的工作距离。 电镜的其它附件,比如EDS/WDS,由于这些附件自带准直器,需要有特定的工作距离,不在此工作距离下,附件会因为没有信号而不能正常工作。 以上是小编本期分享的内容,希望对大家有帮助。 |
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