教你拍出高质量的SEM扫描电镜图：扫描电镜参数的调整方法

拍出高质量的SEM扫描电镜图片除了主观因素及操作熟练度和样品制备方面的问题外，更主要的还需要对扫描电镜的各种参数进行调试，已达到想要的效果，今天就跟大家介绍下如何对扫描电镜的各种部件参数进行调整。

01：加速电压

1.**分辨率**: -般来说，加速电压越高，电子束的穿透能力越强，能够激发更深层次的信号，但同时也可能导致电子束在样品内部散射加剧，降低图像的橫向分辨率。相反,较低的加速电压虽然减少了电子束的穿透深度,但有助于减少散射,提高表面细节的分辨率，尤其适用于观察样品表面的微细结构。　

2. **对比度*:加速电压的变化还会影响图像的对比度。在高加速电压下，于电子束的穿透深度增加，背散射电子信号增强，使得图像中不同物质或不同密度的区域对比度增强。而在低加速电压下，主要由表面几纳米内产生的二次电子贡献图像信息，对于表面形貌的敏感度更高，但对比度可能相对较低。　

3. **样品损伤**:加速电压越高，电子束对样品的轰击能量越大，可能导致的样品损伤也越严重。因此，在处理对电子束敏感或易受损的样品时，需要谨慎选择较低的加速电压，以减少对样品的破坏。

02：光阑

光阑是金属条上的一个小孔，它被放置在电子束的路径上，以限制电子沿镜筒向下运动。光阑可阻止偏离轴线或能量不足的电子沿柱子向下运动。根据所选光阑的大小，它还可以缩小光阑下方的电子束。

1.分辨率的提升

物镜光阑是提升扫描电镜分辨率的关键因素之一。通过缩小光阑孔径，可以限制通过物镜的电子束束斑尺寸,进而减小电子束与样品相互作用区域的直径，提高图像的空间分辨率。然而，过小的光阑孔径也会降低电子束的电流密度，增加图像噪声,因此在实际操作中需要找到Z佳平衡点。

2.对比度的调节

对比度是反映图像中不同物体间亮度差异的重要指标。在SEM扫描电镜中，对比度不仅受样品本身特性的影响，还受到光阑设置的调控。通过调整光阑孔径，可以控制电子束与样品表面的相互作用面积，从而影响二次电子或背散射电子的产生量,进而改变图像的对比度。适当的光阑设置可以增强图像细节，使结构特征更加鲜明。

3.扫描速度的调控

扫描光阑在控制扫描速度方面发挥着重要作用。通过调整扫描光阑的开度，可以改变单位时间内通过扫描线圈的电子束流量,从而调节扫描速度。较快的扫描速度适于大面积快速成像，但可能牺牲部分图像质量;而较慢的扫描速度则能获取更高质量的图像，但耗时较长。因此，在实际应用中，需根据具体需求选择合适的扫描速度。

03:束斑尺寸

电子束锥在样品表面形成的束斑大小(横截面直径)会影响：1)图像的分辨率;2)产生的电子数量，从而影响图像的信噪比和清晰度。在低倍放大时，我们使用的束斑尺寸要比高倍放大时大。

1.分辨率提升**:减小束斑尺寸Z直接的效果是提高图像的分辨率。高分辨率意味着图像能够展示更多的细节，这对于研究微纳米尺度的材料结构至关重要。例如，在半导体器件的分析中，小束斑能够清晰地分辨出晶格缺陷、界面结构等细微特征。

2.信号强度变化**:然而，束斑尺寸的减小并非没有代价。较小的束斑意味着单位时间内轰击样品表面的电子数量减少,从而可能导致信号强度降低。信号强度的降低可能增加噪声水平，影响图像的信噪比，对图像质量产生负面影响。

3.优化策略**:在实际操作中，为为获得Z佳的图像对比度，需要根据样品特性和研究目的调整束斑尺寸。对于表面形貌变化剧烈或需要高对比度的样品，适当减小束斑尺寸可能更为有利;而对于需要观察大面积均匀区域的样品，则可能需要增大束斑以提高扫描效率。