扫描电镜的分辨率受哪些因素影响

主要影响因素

1 扫描电子束斑直径

一般认为在理想的情况下，扫描电镜的分辨率不可能小于扫描电子束斑直径，故束斑直径越小，电镜的分辨本领越高。束斑直径主要取决于电子光学系统（电子枪等）

2 入射电子束在样品中的扩展效应

例如不同的入射电子能量导致作用区域不同，高加速电压时，入射电子能量高，作用深度大，不同深度的信号叠加，无法清晰地表征材料最表面细节；低加速电压时，入射电了能量低，作用深度浅，提高了空间分辨率，。

3.成像所用信号种类

也是主要与信号本身的能量和信号取样的区域范围，以二次电子为调制信号和以背散射电子就不一样，后者分辨率低于前者。

此外，例如信噪比、磁场条件，机械振动引起的束流漂移都有影响。

影响显微镜分辨率的因素有：

1、色差

色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成，各种光的波长不同 ，所以在通过透镜时的折射率也不同，这样物方一个点，在像方则可能形成一个色斑。

色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置观察，都带有色斑或晕环，使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。

2、球差

球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，不在是个亮点，而是一个中间亮、边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。

球差的矫正常利用透镜组合来消除，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜配合，才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。

3、慧差

慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便会得到一逗点状，型如慧星，故称“慧差”。

4、像散

像散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线，在理想像平面上综合后，形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。

5、  场曲

场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时，整个光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清晰的像点，但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面，给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜，这种物镜已经矫正了场曲。

6、  畸变

前面所说各种相差除场曲外，都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的相差，光束的同心性不受到破坏。因此，不影响像的清晰度，但使像与原物体比，在形状上造成失真。

（1） 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时，则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像；

（2） 当物体位于透镜物方二倍焦距上时，则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像；

（3） 当物体位于透镜物方二倍焦距以内，焦点以外时，则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像；

（4） 当物体位于透镜物方焦点上时，则像方不能成像；

（5） 当物体位于透镜物方焦点以内时，则像方也无像的形成，而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。

分辨率 显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距，又称"鉴别率"。其计算公式是σ=λ/NA 式中σ为最小分辨距离；λ为光线的波长；NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大，照明光线波长越短，则σ值越小，分辨率就越高。要提高分辨率，即减小σ值，可采取以下措施:

（1） 降低波长λ值，使用短波长光源。

（2） 增大介质n值以提高NA值（NA=nsinu/2）。

（3） 增大孔径角u值以提高NA值。

（4） 增加明暗反差。

首先我们要清楚什么是分辨率，这个在书上定义的很模糊。简单来说就是谱线的半波长，这个定义不是非常准确，但是是对的。打个比方，某个元素有相邻的两条谱线，如220.3 nm，和220.6 nm，分辨率高的仪器就能将这两条谱线区分开来，反之不能（原子吸收为例）。当然，影响分辨率的因素，主要有：光栅的刻度数，狭缝带宽，光路光学元件的焦距等，主要是这三个因素。其它一些，如温度，湿度，影响不大。

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