【掃描電鏡原理】低加速電壓成像

掃描電鏡的加速電壓與束流強度對成像有著決定性的影響。

通常來說，操作人員更愿意使用更高的加速電壓去成像，當加速電壓較大時，信噪比更好，分辨率更高，更容易得到“清晰”的圖像。但低加速電壓卻是當今掃描電鏡的發展趨勢，這是什么原因呢？今天，這篇文章將圍繞“低加速電壓成像”展開討論。

電子束與樣品相互作用將會激發出多種電子信號，包括背散射電子（BSE）、二次電子（SE）等。二次電子（SE）主要表征樣品的表面形貌信息，激發深度一般低于 10nm，主要表征樣品的表面形貌信息。

當使用較高加速電壓去觀測樣品，二次電子來自樣品表面 5~10nm 范圍，最表層的形貌被削弱，甚至掩蓋；而用低加速電壓觀測樣品時，由于入射電子束與樣品的相互作用小，信號更多來源于材料的表面，加速電壓越低，觀測的形貌效果越接近表層，且低加速電壓對樣品的損傷也較小。

現在，通過幾組照片，讓大家更好地理解低加速電壓成像的優勢：

樣品為金項鏈在不同加速電壓（5kV 與 15kV）下的掃描電鏡圖像，當加速電壓為 5kV 時，金項鏈的孔洞、裂紋等缺陷得以體現，具有更多的表面細節，而加速電壓為 15kV 時，表面更為平整。

石墨顆粒在不同加速電壓（5kV、10kV、15kV）下的三張照片：5kV 時的束流穿透是最弱的，展示了最多的結構信息，具有更好的形貌襯度。

陶瓷在不同加速電壓（5kV、15kV）下的兩張照片： 加速電壓為 5kV 時，可以看到燒結陶瓷的缺陷。

陶瓷在不同加速電壓（5kV、15kV）下的兩張照片： 加速電壓為 5kV 時，可以看到燒結陶瓷的缺陷。

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