扫描电镜的空间分辨率如何测定?
日期:2025-03-21
扫描电镜(SEM)的空间分辨率通常通过以下几种方法进行测定:
1. 使用标准分辨率测试样品
(1) 金颗粒标准样品(Gold on Carbon)
常用的金颗粒(Au on C)样品,由纳米级金颗粒随机分布在碳基底上,具有明确的边界,可用于分辨率测试。
方法:调整电子束聚焦,观察最小可分辨的金颗粒尺寸,并记录相应的加速电压、探测模式等参数。
(2) 线对分辨率样品(Resolution Test Chart)
USAF 1951测试图或SiO₂线栅,包含不同间距的图案,用于测定SEM的分辨能力。
方法:调整焦距和束流,找到可以清晰分辨的最小线对,并计算相应的空间分辨率。
2. 观察边界清晰度
选取具有锐利边界的样品(如金属纳米颗粒、硅刻蚀结构)。
在高倍率下,观察边界的锐度,利用**边界扩展测量(Edge Spread Function, ESF)**计算分辨率。
3. 计算半峰全宽(FWHM)
对图像中的细小结构(如纳米颗粒、台阶)做灰度分析,得到边缘强度变化曲线。
计算曲线的半峰全宽(Full Width at Half Maximum, FWHM),可近似反映SEM的分辨率。
4. 通过点扩散函数(PSF)测定
电子束的扩散会影响分辨率,可以通过测量点扩散函数(Point Spread Function, PSF)来评估。
方法:使用孤立纳米颗粒,测量电子束作用下的信号扩散范围,分析其影响区域。
5. 影响因素
电子束能量(加速电压):高电压(>15 kV)适用于深部成像,但易导致电子散射,降低分辨率;低电压(<5 kV)适合表面高分辨成像。
工作距离(WD):较短工作距离可提高分辨率,但可能降低景深。
物镜孔径(Aperture):小孔径可减少散焦,提高分辨率。
探测器模式:二次电子(SE)探测适合表面高分辨成像,背散射电子(BSE)探测适用于成分对比。
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作者:威尼斯886699