掃描電鏡的原理：由電子槍發(fā)出的電子束在電場的作用下加速，經(jīng)過三個(gè)透鏡聚焦成直徑為5nm或更細(xì)的電子束。該電子束在樣品表面進(jìn)行逐行掃描，激發(fā)樣品產(chǎn)生出各種物理信號(hào)。信號(hào)探測器收集這些并按順序、成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)。通過對其中某種信號(hào)的撿測，視頻放大和信號(hào)處理，*終在顯示屏上獲得能反映樣品表面特征的掃描圖象。     

以下我們在使用SEM掃描電鏡的過程中會(huì)遇到常見拍攝條件選擇問題與拍攝常見問題的解決方法。

掃描電鏡的拍攝條件選擇：

一、加速電壓：適合高電壓樣品：金屬樣品、導(dǎo)電樣品、表面有污染樣品。適合低電壓樣品：有機(jī)樣品、表面包覆樣品、導(dǎo)電性較差樣品。

高加速電壓優(yōu)點(diǎn)：加速電壓越高，圖像分辨率越高，抗干擾能力強(qiáng)；缺點(diǎn)：加速電壓過高，電子束對樣品的穿透能力過大，會(huì)造成樣品表面信息缺失和樣品損傷。低加速電壓優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)?shù)图铀匐妷簳r(shí)，入射電子能量較低，與樣品的作用深度較淺，有利于樣品表層形貌的觀察；此外，低加速電壓可以有效地減少荷電現(xiàn)象；缺點(diǎn)：信噪比差，分辨率低。

二、工作距離：工作距離（WD）是物鏡下極靴到樣品表面的距離。

分辨率：一般工作距離越近，分辨率越好。不過工作距離越近，操作越危險(xiǎn)，需要操作較為小心，避免試樣碰撞極靴。而且工作距離越近，試樣允許的傾轉(zhuǎn)角度也受到更大的限制。

景深：當(dāng)倍數(shù)較大時(shí)，景深會(huì)大幅度縮小，試樣稍有起伏則不能全部聚焦清楚，工作距離越大，景深越大。

三、信號(hào)源種類：

SE2 信號(hào)源：二次電子來自表面5nm~10nm的區(qū)域，能量為0-50eV。特點(diǎn)：a.能量低，只能表征樣品表面，對試樣表面狀態(tài)非常敏感，能有效地顯示試樣表面的微觀形貌；b.二次電子的分辨率較高，一般可達(dá)到5nm~10nm；c.二次電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的變化不大，它主要取決與表面形貌。

BSE 信號(hào)源：入射電子受到樣品原子核作用發(fā)生較大角度散射后又逃逸出樣品。特點(diǎn)：a.背散射電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的增加而增加，可以顯示原子序數(shù)襯度；b.能量很高，可以反映樣品內(nèi)部比較深的信息，深度100nm~1μm；c.分辨率相對較低，一般在50nm~200 nm左右，取決于入射電子能量和樣品原子序數(shù)。

四、放大倍數(shù)：

屏幕（顯示）放大倍數(shù)和底片放大倍數(shù)：1. 屏幕（顯示）放大倍數(shù) Mag放大倍數(shù)=屏幕邊長/掃描距離（M=D/d，D是屏幕邊長，d是電子探針的掃描寬度）。2.底片放大倍數(shù)（寶麗來放大）Print mag是用照相底片作為標(biāo)準(zhǔn)的，和顯示器尺寸無關(guān)系。

常見問題的解決方法：

一、樣品荷電、異常明亮：

亮度不均勻：減小加速電壓、降低束流；旋轉(zhuǎn)電子束，旋轉(zhuǎn)樣品

將WD調(diào)到12mm~15mm，同時(shí)調(diào)節(jié)Z軸。

二、碳沉積、樣品損傷：

在掃描電鏡的樣品區(qū)往往存在一些碳?xì)浠衔铮浑娮邮Z擊后，會(huì)形成帶正電荷的碳離子。掃描電鏡觀察樣品時(shí)，電子束在微區(qū)掃描使得該區(qū)域電子較為富集，碳離子會(huì)向該區(qū)域富集并沉積下來，影響該區(qū)域二次電子信號(hào)的產(chǎn)生。先對樣品某區(qū)域進(jìn)行能譜分析，5、10 分鐘后再對該區(qū)域能譜分析，碳元素特征 X 射線峰會(huì)升高。措施：1.減小電流2.減小加速電壓3.鍍導(dǎo)電膜4.用冷肼中加液氮以降低入射束的溫度5.縮短聚焦時(shí)間，在目標(biāo)區(qū)域的周圍聚焦好再移到目標(biāo)區(qū)域采集圖像。

三、樣品圖像形變：

改變圖片采集模式，改為Fast幀平均模式采集圖片。