影响钨灯丝扫描电镜性能的几个因素

   钨灯丝扫描电镜要得到质量好的SEM图像及稳定的EDS，WDS分析束流，首先要使SEM处于佳状态：仪器稳定，电子光学系统合轴良好，消除像散等。然后选择合适的工作条件，例如加速 电压，束流，束斑直径，物镜光阑孔径，工作距离，试样倾斜角度，消除试 样荷电等。另外，图像质量还与试样的原子序数，二次电子产额率，试样形貌特征等有关。以下是几个影响图像质量及束流度的关键因素主要有以下几点，赶紧跟小编一起来学习一下吧~~

     (1)电子光学合轴

    钨灯丝扫描电镜的电子光学系统由电子枪、聚光镜、物镜和物镜光阑等组成。电子枪发射的电子必须沿着这些部件的中心轴线穿过，所以要调节这些部件同轴，调节同轴的过程称合轴，合轴也称对中。合轴后图像亮度最亮，像差最小，分辨率最高，合轴是束流稳定的一个主要因素之一。合轴主要包括电子枪合轴和光阑合轴。

    更换灯丝和在灯丝使用过程中，电子枪灯丝发射的电子要与聚光镜和物镜的光轴对中调节，称镜筒合轴，或者称电子枪合轴。电子枪合轴可以机械调节或者自动合轴。合轴是通过电子源的倾斜校正及水平校正进行调节，使灯丝发射的电子与聚光镜和物镜的光轴重合。合轴后图像的亮度最高。

    不同型号的钨灯丝扫描电镜的物镜光阑孔径的数量不同。要得到高分辨率图像及稳定的束流,在物镜光阑交换及光阑清洗之后，需要重新调整物镜光阑孔径的位置，使物镜光阑孔径位置在物镜极靴的中心，该调节过程称物镜光阑合轴。物镜光阑合轴后，电子束通过物镜和光阑的中心。光阑位置有偏离时，图像的像差会变大，无法得到高分辨率的图像，束流也不稳定。

    光阑合轴是通过光阑的x,y方向移动旋钮进行调节，调节后通过图像聚焦，来观察图像是否有移动，如果高倍(例如10000X)图像在聚焦过 程中不发生图像移动，而且束流最大，说明光阑合轴良好。可以通过选定SEM的Wobbler按钮，观察图像的摆动大小，然后进行x,y方向移动调节，使图像无移动说明合轴良好。

    (2)加速电压

    加速电压是加速从电子源发射的电子而加 到灯丝和阳极之间的电位差。高加速电压时图像分辨率高，图像包括 较深层信息，损失了图像表面细节，增加了边缘效应，增加了试样的放 电可能性并可能损伤某些试样。WDS和EDS分析时,为了能充分激 发元素的特征X射线，得到高X射线强度及高峰背比（P/B)，常用较高的加速电压。人射电子的能量(加速电压)通常应为被测元素线系临界激发能的2~3倍

    (3)聚光镜励磁电流

    入射电子束电流，简称束流，是通过聚光镜励磁电流调节，强励磁 电流的束流小，电子束直径小，图像分辨率高，信噪比降低。WDS和 EDS分析的较大束流，一般是通过较小励磁电流来调节。扫描电镜的 电子束直径的尺寸调节，实际是调节束流的大小，因为束斑尺寸大，束流也大。有的钨灯丝扫描电镜无法通过调节聚光镜束流大小来调节束流，只能通过不同物镜光阑孔径进行调节束流，这种束流不能连续 调节。

    (4)物镜光阑

    小物镜光阑孔径束流变小，图像分辨率髙，景深大，信噪比低。在低倍率下观察粗糙表面时，可选用小物镜光阑，对衬度低的试样用大物 镜光阑可以增强信噪比。

    物镜光阑孔径对图像景深有明显影响。图为20和100光阑孔径的景深图像。右图为100光阑的小景深图像，箭头所指部位模糊。左图为20光阑大景深图像，箭头所指部位明显清晰。

    (5)工作距离

    工作距离是影响图像分辨率及图像景深的重要因素，短工作距离 能获得高图像分辨率及小景深图像。WDS/EDS分析时，工作距离不能自由选择，必需调节到仪器规定的工作距离。拍摄高分辨率图像需 用短工作距离；观察断口等粗糙试样时，应该用长工作距离。

    (6)试样倾斜角

    大试样倾斜角图像信号强、有立体感并可以改善导电性差的试样 表面荷电现象。在测量图像特征长度或者EDS定量分析时，试样最好 不倾斜，否则要进行倾斜角度校正。

    总之要得到高质量的图像和稳定的EDS，WDS的分析束流，不仅需要将SEM调节到最佳状态，还需综合各种因素选择合适的SEM工作条件。