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。

一般来说，束斑小的分辨率高。但束斑小相应的束流也小，转化为成像信号的电子也少，而统计噪音是固定的。当信号值低于噪音的3倍时，将无法识别信号代表的信息。信噪比是限制成像分辨率的一个重要基本因素。特殊情况也有大束斑分辨率高的，例如100倍，用最大束斑，就比最小束斑分辨率高。因为在相同的扫描区域，最小的束斑扫描步距太大，很多地方漏扫了，看起来图像边缘轮廓反而很差。因此束斑尺寸和放大倍数协调才会获得最佳分辨率。

影响扫描电镜的分辨本领的主要因素有：

A. 入射电子束束斑直径：为扫描电镜分辨本领的极限。一般，热阴极电子枪的最小束斑直径可缩小到6nm，场发射电子枪可使束斑直径小于3nm。

B. 入射电子束在样品中的扩展效应：扩散程度取决于入射束电子能量和样品原子序数的高低。入射束能量越高，样品原子序数越小，则电子束作用体积越大，产生信号的区域随电子束的扩散而增大，从而降低了分辨率.

C. 成像方式及所用的调制信号：当以二次电子为调制信号时，由于其能量低(小于50 eV)，平均自由程短（10~100 nm左右），只有在表层50～100 nm的深度范围内的二次电子才能逸出样品表面， 发生散射次数很有限，基本未向侧向扩展，因此，二次电子像分辨率约等于束斑直径。当以背散射电子为调制信号时，由于背散射电子能量比较高，穿透能力强，可从样品中较深的区域逸出(约为有效作用深度的30％左右)。在此深度范围，入射电子已有了相当宽的侧向扩展，所以背散射电子像分辨率要比二次电子像低，一般在500～2000nm左右。如果以吸收电子、X射线、阴极荧光、束感生电导或电位等作为调制信号的其他操作方式，由于信号来自整个电子束散射区域，所得扫描像的分辨率都比较低，一般在l 000 nm或l0000nm以上不等。

---