那我們?cè)撊绾胃鶕?jù)樣品類型以及所關(guān)注的問題選擇合適的掃描電鏡條件呢？

常規(guī)拍攝需要注意的問題

sem掃描電鏡的工作條件包括很多，加速電壓、束流束斑、工作距離、光闌大小、明暗對(duì)比度、探測(cè)器的選擇等。前幾期我們已經(jīng)介紹過(guò)加速電壓、束斑束流、工作距離該如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇。

本期將為大家繼續(xù)介紹明暗對(duì)比度、不同探測(cè)器對(duì)掃描電鏡拍攝的影響。

明暗對(duì)比度的影響

一張清晰的sem掃描電鏡照片需要有適中的明暗對(duì)比度，可以利用掃描電鏡軟件中的直方圖工具來(lái)進(jìn)行明暗對(duì)比度的判斷。

一張明亮對(duì)比適中的圖片，需要暗處、亮處、中間灰度均有分布，直方圖從中間到兩邊類似正態(tài)分布。

當(dāng)圖像亮度過(guò)亮、過(guò)暗都會(huì)導(dǎo)致另一端沒有灰度信息，導(dǎo)致圖像信息損失。對(duì)比度的調(diào)節(jié)希望整個(gè)灰度分布恰好覆蓋大部分區(qū)域。

在開始掃描的時(shí)候盡量將明暗對(duì)比度調(diào)節(jié)至合適的條件，如果一開始明暗對(duì)比不適合，利用軟件自帶的處理工具可以對(duì)圖像進(jìn)行優(yōu)化。

探測(cè)器的選擇

場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡如果配置齊全包括SE、InBeam-SE、BSE、InBeam-BSE、STEM-BF、STEM-DF六個(gè)獨(dú)立的探測(cè)器，前面已經(jīng)在sem掃描電鏡結(jié)構(gòu)中簡(jiǎn)單介紹了各個(gè)探測(cè)器的原理和特點(diǎn)。在平時(shí)拍攝時(shí)，選擇不同的探測(cè)器也會(huì)獲得不同的效果。

①SE和BSE探測(cè)器的對(duì)比

SE和BSE分別是旁置式電子探測(cè)器和級(jí)靴下探測(cè)器，前者接收二次電子和部分低角背散射電子，后者接收大部分低角背散射電子探測(cè)器。所以從圖像效果來(lái)說(shuō)，SE探測(cè)器的圖像以形貌襯度為主，立體感強(qiáng)，兼有少量的成分襯度；BSE探測(cè)器的圖像以成分襯度為主，兼有一定的形貌襯度。

②SE與InBeam-SE探測(cè)器的對(duì)比

SE和InBeam-SE探測(cè)器相比，前者在側(cè)方，具有陰影效應(yīng)，可以形成強(qiáng)烈的立體感，而后者位于正上方，不會(huì)受任何形貌的遮擋，立體感較差。

SE探測(cè)器接收SE1、SE2、SE3和部分BSE信號(hào)，分辨率相比只收集SE1的InBeam SE探測(cè)器要低

對(duì)于一些凹坑處的觀察，由于InBeam-SE探測(cè)器在上方?jīng)]有遮擋，所以會(huì)比SE探測(cè)器有更多的信號(hào)量，InBeam-SE探測(cè)器更適合做凹陷區(qū)域的觀察

③BSE與InBeam-BSE探測(cè)器的對(duì)比

BSE探測(cè)器主要采集低角背散射電子，InBeam-BSE探測(cè)器采集高角背散射電子，前者兼有成分和形貌襯度，后者相對(duì)來(lái)說(shuō)成分襯度占主要部分，形貌襯度相對(duì)較弱。不過(guò)后者接收的電子信號(hào)量小于前者，所以信噪比也不如前者

對(duì)于能觀察到通道襯度的平整樣品來(lái)說(shuō)，BSE探測(cè)器顯然有更好的通道襯度，更有利于晶粒的區(qū)分

④STEM探測(cè)器的應(yīng)用

電子束轟擊到試樣上形成水滴狀的散射，但當(dāng)試樣足夠薄時(shí)，電子束的散射面積還沒有擴(kuò)大就已經(jīng)透射樣品，所以此時(shí)各種信號(hào)的分辨率較常規(guī)樣品更高，STEM探測(cè)器也有更好的分辨率。

STEM探測(cè)器由于需要樣品經(jīng)過(guò)特殊的制樣，雖然在掃描掃描電鏡中不常用，但是卻有著所有探測(cè)器中高的分辨率。當(dāng)二次電子和背散射電子探測(cè)器分辨率都達(dá)不到要求時(shí)，可以嘗試STEM探測(cè)器。

此外，對(duì)于一些納米級(jí)的小顆粒，因?yàn)閳F(tuán)聚厲害，二次電子即使在低電壓下也難以將其區(qū)分，且分辨率也不好，而STEM探測(cè)器通過(guò)透射電子來(lái)進(jìn)行成像，對(duì)小顆粒的區(qū)分能力要強(qiáng)于其它探測(cè)器。

sem掃描電鏡中的STEM探測(cè)器雖然分辨率是高的，但是和透射掃描電鏡的分辨率相比還是相形見絀。不過(guò)掃描電鏡的電壓要遠(yuǎn)小于透射掃描電鏡，所以sem掃描電鏡的STEM相比TEM有著更好的質(zhì)厚襯度。所以對(duì)一些不是非常注重橫向分辨率，但特別注重質(zhì)厚襯度的樣品，如一些生物樣品、石墨烯等，掃描電鏡的STEM探測(cè)器可以表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。

⑤多探測(cè)器同時(shí)成像

sem掃描電鏡具有四個(gè)獨(dú)立的通道放大器，可以進(jìn)行四個(gè)探測(cè)器的同時(shí)成像。如果分辨不清楚用何種探測(cè)器時(shí)，可以選擇多種探測(cè)器同時(shí)成像。然后在軟件中將需要的圖像進(jìn)行通道分離。