关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

束流强度对扫描电镜成像质量的影响

2019.12.23

其实,除了加速电压与样品的导电性,电镜的束流强度、图像亮度对比度、图像像散等都会影响扫描电镜图像的成像质量。今天,这篇文章将围绕如何选择束流强度,提高样品的成像质量。

扫描电镜的发射束流强度对图像的信噪比和分辨率(resolution)有着决定性的影响。大束流可以提高图像的信噪比,但是分辨率较低。小束流则正好相反,具有较高的分辨率,但信噪比较差。

在这里,小编需要给大家简单科普一下分辨率与信噪比的含义,有利于大家理解后面的内容:

分辨率是扫描电镜主要性能指标,对成像而言,指能分辨两点之间的最小距离(如图 1 所示)。通常来说,分辨率越高,样品的边缘会越锋利。

1(21).png

图1  分辨率定义(两点间距图)

对于信噪比,是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。如图 2 (a) 所示,图像出现许多雪花点,说明图像的信噪比较差,当信噪比较差时,聚焦会非常困难,很难获取高质量图片。

2(20).png3(18).png

图 2  信噪比对比

束流强度默认有 Low 或 Charge Red(低束流)、Image(标准束流)、Point(能谱点扫)、Map(能谱线面扫)四档可选。

通过与用户交流,发现许多用户通常使用 10kV 与 Image(标准束流),当图像信噪比较差时(雪花噪点比较多),会通过增大加速电压(15kV)与束流强度(Point、Map)去提高图像的信噪比。

对于低束流(Low),很少有用户去使用它,但对于经常拍摄高倍率图像的用户而言,低束流(Low)的重要性不言而喻。

现在,通过几组图片,让大家更好地理解低束流对于高倍率图像的重要性。

Screen%20Shot%202019-05-30%20at%2011_39_55%20AM(1).pngScreen%20Shot%202019-05-30%20at%2011_40_12%20AM(1).png

1. 样品为金颗粒,放大倍数 150000X

扫描电镜数:加速电压为 15kV,束流强度分别为Low(左)、Image(右)

6(11).png7(9).png

2. 样品为硬质合金,放大倍数为 10000X

扫描电镜参数:加速电压为 15kV,束流强度分别为 Charge Red(左)、Image(右)

8(2).png9(1).png

3. 样品为矿石材料,放大倍数为 40000X

扫描电镜参数:加速电压为15kV,束流强度分别为Low(左)、Image(右)

10(1).png11(3).png

4. 样品为电极材料,放大倍数为 80000X

扫描电镜参数:加速电压为 10kV,束流强度分别为 Low(左)、Image(右)

12(2).png13(2).png

5. 样品为无机材料,放大倍数为 50000X

扫描电镜参数:加速电压为 15kV,束流强度分别为Low(左)、Image(右)

在使用低束流时,图像的分辨率更高,成像质量更好。但是如果样品的导电性一般,信号弱,过低的束流强度会导致图像聚焦、消像散非常困难和噪音信号太大等问题,从而影响图像质量。为了兼顾分辨率与信噪比这种相互矛盾的关系,选择适中的束流强度是十分重要的。

总结

1. 当选用低束流(Low 或 Charge Red)拍摄高倍率扫描电镜图像时,选择最高加速电压;

2. 当选用低束流(Low 或 Charge Red)拍摄高倍率图像时,发现图像信噪比较差(图像雪花点较多),无法正常聚焦等操作,可以尝试逐渐增大束流强度(Image Point)。


推荐
关闭