如何判斷掃描電鏡中的像差問題？
日期：2025-02-08
在掃描電鏡（SEM）中，像差會導致圖像失真、模糊或細節丟失，從而影響成像質量。判斷像差問題的方法包括觀察圖像特征、檢查顯微鏡設置以及分析不同像差類型的特定表現。以下是常見的像差問題及其判斷方法：
1. 像差的類型及表現
球差（Spherical Aberration）
表現：圖像中心清晰，但邊緣區域模糊。
圖像對比度降低。
原因：電子束經過透鏡時不同距離的電子聚焦點不一致。
判斷方法：調整電子束的光圈大小或減小束斑尺寸，觀察邊緣模糊是否改善。
使用高分辨率樣品（如納米線或納米顆粒），注意邊緣清晰度的變化。
色差（Chromatic Aberration）
表現：圖像出現色彩偏移（多見于透射電鏡）。
SEM 中主要表現為不同能量的電子聚焦點不同，導致圖像模糊。
原因：電子能量分布寬或加速電壓不穩定。
判斷方法：檢查加速電壓是否穩定。
使用高質量樣品，并降低電子束能量的離散性。
彗形像差（Coma Aberration）
表現：圖像中會有類似彗星尾巴的拉伸或拖尾現象。
多發生在視野中心外。
原因：電子束未完全對準或樣品臺傾斜。
判斷方法：將視野從中心移動到邊緣區域，觀察拖尾現象是否增強。
調整透鏡校準和電子束對準。
像散（Astigmatism）
表現：圖像在某一方向模糊，另一個方向清晰。
圓形物體顯示為橢圓形，且圖像在放大倍率增加時更為明顯。
原因：透鏡磁場或電場不均勻，或由于物鏡污染。
判斷方法：增加放大倍率，觀察是否存在方向性模糊。
調節像散校正器（Stigmator），觀察模糊方向是否改善。
畸變（Distortion）
表現：圖像幾何形狀發生變化，例如矩形被拉伸為梯形。
原因：電子束掃描系統不穩定或樣品未水平放置。
判斷方法：使用已知尺寸或形狀的樣品（如標定樣品），觀察圖像是否變形。
檢查掃描線是否一致。
2. 判斷像差問題的步驟
(1) 使用標準樣品：
標準樣品（如帶有規則網格的樣品）可以幫助檢測圖像清晰度、形狀和分辨率。
若觀察到網格變形或模糊，可能是像差導致。
(2) 調整放大倍率：
在低倍率下像差不明顯，但在高倍率下會顯著放大。
逐步提高放大倍率，觀察圖像模糊或變形程度。
(3) 檢查圖像的均勻性：
如果圖像某些區域清晰而其他區域模糊，可能是由于球差或像散。
將樣品移動至不同位置，觀察清晰度變化。
(4) 調節顯微鏡參數：
光圈大?。?增大光圈可能減少某些像差，但會降低分辨率。
加速電壓： 降低電壓可能改善色差，但可能引入球差。
工作距離： 調節工作距離可以優化聚焦點，改善圖像質量。
(5) 校正像差：
使用像差校正裝置（如像散校正器或物鏡透鏡）。
通過 SEM 的內置校準功能對圖像進行優化。
(6) 檢查樣品設置：
樣品傾斜或不平整可能導致畸變或像散。
確保樣品表面清潔，并正確安裝。
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作者：澤攸科技