扫描电镜低加速电压成像

扫描电镜的加速电压与束流强度对成像有着决定性的影响。

通常来说，操作人员更愿意使用更高的加速电压去成像，当加速电压较大时，信噪比更好，分辨率更高，更容易得到“清晰”的图像。但低加速电压却是当今扫描电镜的发展趋势，这是什么原因呢？今天，这篇文章将围绕“低加速电压成像”展开讨论。

电子束与样品相互作用将会激发出多种电子信号，包括背散射电子（BSE）、二次电子（SE）等。二次电子（SE）主要表征样品的表面形貌信息，激发深度一般低于 10nm，主要表征样品的表面形貌信息。

当使用较高加速电压去观测样品，二次电子来自样品表面 5~10nm 范围，最表层的形貌被削弱，甚至掩盖；而用低加速电压观测样品时，由于入射电子束与样品的相互作用小，信号更多来源于材料的表面，加速电压越低，观测的形貌效果越接近表层，且低加速电压对样品的损伤也较小。

现在，通过几组照片，让大家更好地理解低加速电压成像的优势：

样品为金项链在不同加速电压（5kV 与 15kV）下的扫描电镜图像，当加速电压为 5kV 时，金项链的孔洞、裂纹等缺陷得以体现，具有更多的表面细节，而加速电压为 15kV 时，表面更为平整。

石墨颗粒在不同加速电压（5kV、10kV、15kV）下的三张照片：5kV 时的束流穿透是最弱的，展示了最多的结构信息，具有更好的形貌衬度。

陶瓷在不同加速电压（5kV、15kV）下的两张照片： 加速电压为 5kV 时，可以看到烧结陶瓷的缺陷。

样品是泡沫聚苯乙烯在不同加速电压（5kV、15kV）下的两张照片，对于轻元素样品（高分子材料等），低加速电压可以减少对样品的损伤。