表面粗糙度對掃描電鏡分辨率的影響
日期:2025-09-08
表面粗糙度對掃描電鏡(SEM)分辨率的影響主要體現在電子信號的產生、收集以及束斑聚焦等方面:
1. 電子信號散射與收集效率
光滑表面:入射電子束作用后,二次電子和背散射電子的出射方向較可控,探測器能收集信號,成像對比度和分辨率較高。
粗糙表面:電子會在表面不同角度散射,信號分布不均,部分二次電子可能被表面遮擋或散失,導致圖像邊緣模糊、分辨率下降。
2. 幾何陰影效應
當表面存在凹坑或陡峭突起時,低角度區域可能無法被電子束充分照射,或產生探測死角。
陰影區信號不足,會在圖像上表現為暗區,降低細節分辨率。
3. 焦深與束斑穩定性
SEM 的成像依賴電子束在表面形成小束斑。
對于平整樣品,可以在一個焦平面上獲得清晰圖像。
但粗糙樣品表面起伏大,不同區域處于不同高度,超出電子束的焦深范圍,導致某些區域清晰而其他區域模糊。
4. 電荷效應增強(對非導電樣品)
粗糙表面容易出現局部電荷集中,因幾何形狀導致電子積累不均勻。
電荷不均會進一步干擾束斑穩定和信號收集,加劇分辨率下降。
5. 加速電壓與粗糙度的耦合效應
在高加速電壓下,電子入射深度更大,粗糙度的相對影響稍弱。
在低加速電壓下,電子主要與表面相互作用,此時粗糙度對分辨率的影響明顯。
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作者:澤攸科技
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