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首页 > 新闻中心 > 扫描电镜低加速电压及减速模式的应用
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扫描电镜低加速电压及减速模式的应用
发布时间:2016-09-01        浏览次数:29        返回列表
对于扫描电镜,较高的加速电压可以获得较好的分辨率,但由于电子束穿透样品较深,样品极表面的细节可能无法显现;低加速电压可以获得更浅表的细节,并且可以有效地减少对样品的损伤和荷电效应,甚至对于不导电的样品可以直接观察,但是牺牲了一些分辨率。二者互有优缺点。
减速模式在电子枪发射时使用较高的加速电压,只是在样品上附加一个反向的电场,使得电子束在即将到达样品的时候减速,使实际到达样品的电压减小至两千伏以下甚至几百伏。即保持了高加速电压的高分辨率,又实现了低加速电压有效地减少对样品的损伤和荷电效应的能力。
扫描电镜观察样品时,使用较高的加速电压(一般10 kV以上)存在一些问题:电子束能量高,穿透样品较深,得到的不是样品真实的表面信息;对于不耐电子束的样品如有机材料损伤较大;对于导电性不好的样品,表面积累电荷造成荷电和样品漂移,严重影响观察。选择低的加速电压(一般1 kV以下),可以有效改善以上问题,高、低加速电压在应用中的区别主要表现在:作用深度和区域不同,电子束与样品的作用深度和范围在高电压下较低电压大。

 
低加速电压可以有效地减少对样品的损伤和荷电效应,对于不导电的样品可以直接观察,比如一些高分子微/纳米球在较高的加速电压下发生坍塌、损坏,而且表面荷电严重,放电现象明显,严重影响观察拍照,即使喷涂导电层也存在放电现象,而在低加速电压下能够保持其形态,而且没有明显的荷电现象。
要应用低加速电压观察样品,要求电镜的电子枪有足够的亮度,以获得足够的束流,提高图像分辨率;观察时要减小工作距离,甚至把样品升到物镜下极靴面,使物镜激励增强,焦距变短,像差减小,提高分辨率。
虽然低电压有以上优点,但是低加速电压比高加速电压的分辨率低,如扫描电镜在1kV的分辨率是1.4nm,而15kV分辨率为1nm。应用减速模式(Deceleration Mode)可在保持较高分辨率的同时又保持低电压的优势,即在电子枪发射时使用较高的加速电压,在电子束到达样品之前加一个减速电场以减速电压(Deceleration Voltage),使实际到达样品的电压(Landing Voltage)减小。