分辨率通常被作為衡量掃描電鏡圖像質(zhì)量的Z重要的性能指標(biāo)之一。在電子光學(xué)儀分辨率有以下兩方面含義：

1)對微區(qū)成分分析來說

它是指顯微分析的Z小體積，即所謂的取樣體積;

2)對于形貌觀察來說

它是指能區(qū)分開微細節(jié)間相互Z近距離的能力，即所謂圖像分辨率，要指出，分辨率為4 nm并不意味著所有小至4 nm的顯微細節(jié)都能顯示得清慧。因為它不僅與儀器本身有關(guān)，而且還與樣品的性質(zhì)、制作技術(shù)以及環(huán)境條件等有關(guān)。

一般來說，掃描電鏡的圖像分辨率與入射電子束斑的大小、成像信號(二次電子、背散射電子等)、試樣中所產(chǎn)生成像信息的廣度和深度有關(guān)。

一、掃描電子束斑直徑

一般認為掃描電鏡能分辨的Z小距離(分辨率)不可能小于掃描電子束斑的直徑，它主要取決于電子光學(xué)系統(tǒng)，尤其是電子槍的類型和性能、束流大小、末級聚光鏡光剛孔徑大小及其污染程度等。

二、像元的數(shù)目

在實際觀察中，通常掃描時間是預(yù)先規(guī)定好的，再配合改變放大器的時間常數(shù)來控制像元的數(shù)目大于或等于10。

三、信號噪音比

二次電子像信噪比是由多方面因素引起的，如被觀察試樣本身的性質(zhì)(二次電子發(fā)射系數(shù))、掃描電子的束流強度、入射電子相對于試樣表面所構(gòu)成的人射角以及掃描時間等。信號強度是掃描電鏡成像的關(guān)鍵，主要取決于入射電子能量和束流等;噪音則干擾成像，使熒光屏上出現(xiàn)像下雪似的、時隱時現(xiàn)的細小亮斑點，圖像變得模糊。噪音的大小主要取決于所用的檢測器和樣品情況等。信號噪音比越高，分辨率越高，一般要求信噪比≥100。

四、寬容度

寬容度代表能顯示出圖像中明暗層次差異的級數(shù)，故它是反映圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。如果圖像的原襯度效應(yīng)的反差和信噪比大，則相應(yīng)圖像具有較大的寬容度。因為任何人工度控制均會導(dǎo)致圖像的信犀比降低，故其相應(yīng)會損害圖像的寬容度。

五、操作方式及其所用的調(diào)制信號

由于各種成像操作方式所用的調(diào)制信號不同，因而所得圖像的分辨率也不一樣。發(fā)射方式以二次電子為調(diào)制信號，它主要來自兩個方面，即由入射電子直接激發(fā)的二次電子(成像信號)和由背散射電子、X射線光子在射出表面過程中間接激發(fā)的二次電子(本底噪音)。因為二次電子能量比較低(小于50 eV)，在固體樣品中平均自由程只有1~10 nm左右，只能從樣品表層5~10 nm深度范圍激發(fā)出來。在這樣淺的表層里，入射電子與樣品原子只發(fā)生次數(shù)很有限的散射，基本上未向側(cè)向擴展。因此，可以認為在樣品上方檢測到的二次電子主要來自直徑與掃描束斑相當(dāng)、深度為5~10 nm的樣品體積內(nèi)。在理想情況下，二次電子像分辨率約等于束斑直徑，正是由于這個緣故，我們總是以二次電子像的分辨率作為衡量掃描電鏡性能的主要指標(biāo)。目前高性能掃描電鏡的二次電子像分辨率優(yōu)于7 nm(普通電子槍)和3 nm(場發(fā)射電子槍)。

反射方式以背散射電子為調(diào)制信號。由于背散射電子能量比較高，穿透能力比二次電子強得多，可以從樣品中較深的區(qū)域選出(約為有效穿透深度的30 %左右)。在這樣的深度范圍，入射電子已經(jīng)有了相當(dāng)寬度的側(cè)向擴展。在樣品上方檢測到的背散射電子是來自比二次電子大得多的體積，所以背散射電子像分辨率要比二次電子像低，一般在50~200 nm左右，取決于入射電子能量和樣品原子序數(shù)，且當(dāng)入射電子直徑很小時與束斑直徑無關(guān)。

透射方式以透射電子為調(diào)制信號。因樣品很薄，在入射電子穿透樣品的過程中只可能發(fā)生有限次數(shù)的散射，側(cè)向尺寸基本上沒有變化，所以掃描透射電子像分辨率也等于掃描電子束直徑。

至于以吸收電子、X射線、陰極熒光、束感生電導(dǎo)或電位等作為調(diào)制信號的其他操作方式，由于這些信號均來自整個電子束散射區(qū)域，使所得掃描像的分辨率都比較低，一般在100 nm或1000 nm以上不等。

六、雜散磁場

無論是機內(nèi)的還是周圍環(huán)境的雜散磁場都可能使掃描電子束形狀發(fā)生畸變，改變樣品發(fā)射的二次電子運動軌跡，降低圖像質(zhì)量，從面使分辨率下降。

七、機械振動

若電鏡的安裝環(huán)境靠近公路、工廠等，就會產(chǎn)生機械振動或靜電場作用，將引起束斑漂移等。

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