巧用扫描电镜实现衬底支撑石墨烯的高质量成像

常见的衬底支撑石墨烯体系，有SiC热解生长石墨烯、Cu等金属衬底上CVD法生长石墨烯、Si上转移石墨烯等。石墨烯的常用结构表征技术包括透射电镜、拉曼（Raman）、原子力显微镜（AFM）、光学显微镜以及扫描电镜（SEM）。其中，SEM具有分辨率达纳米级、观测范围大、速度快、无损等优点，在石墨烯的生长机理研究、表面覆盖度确定、褶皱等缺陷观察、相对厚度测定等研究方面具有独特优势。目前，几乎所有的SEM均配备了二次电子（Secondary electron，SE）探测器进行表面形貌分析，“标配”的SE探测器是腔室内的旁置式Everhart-Thornley（E-T）探测器。

一直以来，研究者发现低加速电压（<5 kV）下成像可以显著提升衬底支撑石墨烯的E-T SE图像衬度。但是，对于另外一个很重要的成像参数——工作距离（样品上表面与物镜极靴下端面之间的距离）的影响，却少人关注，研究者一般均设其为高加速电压下的数值（8–12 mm）。而且，文献中缺乏统一的理论框架来自洽地解释工作距离和加速电压两个因素对衬度的影响规律。