掃描電鏡的空間分辨率如何測定?
日期:2025-03-21
掃描電鏡(SEM)的空間分辨率通常通過以下幾種方法進(jìn)行測定:
1. 使用標(biāo)準(zhǔn)分辨率測試樣品
(1) 金顆粒標(biāo)準(zhǔn)樣品(Gold on Carbon)
常用的金顆粒(Au on C)樣品,由納米級金顆粒隨機(jī)分布在碳基底上,具有明確的邊界,可用于分辨率測試。
方法:調(diào)整電子束聚焦,觀察最小可分辨的金顆粒尺寸,并記錄相應(yīng)的加速電壓、探測模式等參數(shù)。
(2) 線對分辨率樣品(Resolution Test Chart)
USAF 1951測試圖或SiO?線柵,包含不同間距的圖案,用于測定SEM的分辨能力。
方法:調(diào)整焦距和束流,找到可以清晰分辨的最小線對,并計算相應(yīng)的空間分辨率。
2. 觀察邊界清晰度
選取具有銳利邊界的樣品(如金屬納米顆粒、硅刻蝕結(jié)構(gòu))。
在高倍率下,觀察邊界的銳度,利用**邊界擴(kuò)展測量(Edge Spread Function, ESF)**計算分辨率。
3. 計算半峰全寬(FWHM)
對圖像中的細(xì)小結(jié)構(gòu)(如納米顆粒、臺階)做灰度分析,得到邊緣強(qiáng)度變化曲線。
計算曲線的半峰全寬(Full Width at Half Maximum, FWHM),可近似反映SEM的分辨率。
4. 通過點擴(kuò)散函數(shù)(PSF)測定
電子束的擴(kuò)散會影響分辨率,可以通過測量點擴(kuò)散函數(shù)(Point Spread Function, PSF)來評估。
方法:使用孤立納米顆粒,測量電子束作用下的信號擴(kuò)散范圍,分析其影響區(qū)域。
5. 影響因素
電子束能量(加速電壓):高電壓(>15 kV)適用于深部成像,但易導(dǎo)致電子散射,降低分辨率;低電壓(<5 kV)適合表面高分辨成像。
工作距離(WD):較短工作距離可提高分辨率,但可能降低景深。
物鏡孔徑(Aperture):小孔徑可減少散焦,提高分辨率。
探測器模式:二次電子(SE)探測適合表面高分辨成像,背散射電子(BSE)探測適用于成分對比。
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作者:澤攸科技