電鏡低加速電壓及減速模式的應(yīng)用

1、掃描電鏡低加速電壓及減速模式的應(yīng)用掃描電鏡觀察樣品時(shí)，使用較高的加速電壓（一般10 kv以上）存在一些問題：電了束能 量高，穿透樣胡較深，得到的不是樣站真實(shí)的表而倍息；對(duì)于不耐電子束的樣站如有機(jī)材料 損傷較大；對(duì)于導(dǎo)電性不好的樣品，表面積累電荷造成荷電和樣品漂移，嚴(yán)重影響觀察。選 擇低的加速電壓（一般1 kv以下），可以冇效改善以上問題，高、低加速電壓在應(yīng)用中的 區(qū)別主要表現(xiàn)在：作用深度和區(qū)域不同，電了束與樣品的作用深度和范圍在高電壓下較低電 壓大，如圖1為15kv和1 kv加速電壓下電子束與樣品表而作用區(qū)域的monte carlo模擬圖， 可以看出低加速電壓下，作用的深度和區(qū)域明顯減小，因此

2、，較高的加速電壓提供的是相對(duì) 內(nèi)部的信息而非表而信息，反應(yīng)不出真實(shí)的表而形貌。圖2是不同加速電壓下樣胡形貌的差 異,可見使用15 kv的加速電壓掩蓋了樣品表面的一些形貌。另外,一些起伏很小的樣品, 用高的電壓就觀察不到，如單層排列的碳納米管，山于只有納米級(jí)的起伏，只能用低電壓觀 察。vacc lkvvacc 15kvaqnified57vacc=lkvvacc=15kv低加速電壓可以有效地減少對(duì)樣晶的損傷和荷電效應(yīng)，對(duì)于不導(dǎo)電的樣站可以直接觀 察，比如一些高分了微/納米球在較高的加速電壓下發(fā)生坍塌、損壞，而且表面荷電嚴(yán)重， 放電現(xiàn)象明顯，嚴(yán)重影響觀察拍照，即使噴涂導(dǎo)電層也存在放電現(xiàn)象，而在低加

3、速電壓下能 夠保持其形態(tài)，而且沒有明顯的荷電現(xiàn)象。要應(yīng)用低加速電壓觀察樣詁，要求電鏡的電子槍有足夠的亮度，以獲得足夠的束流，捉高 圖像分辨率；觀察時(shí)要減小工作距離，甚至把樣品升到物鏡下極»i,使物鏡激勵(lì)增強(qiáng)，焦 距變短，像差減小，提高分辨率。對(duì)于掃描電鏡s-4800,應(yīng)用低電壓(lkv)觀察，需要probecunent選high模式，工作距離小于3mm,二次電了探頭用上探頭即u探頭。雖然低電壓有以上優(yōu)點(diǎn),但是低加速電壓比高加速電壓的分辨率低，如掃描電鏡s-4800 在lkv的分辨率是1. 4nm,而15kv分辨率為lnm<>應(yīng)用減速模式(deceleration mode) nj在 保持較高分辨率的同時(shí)又保持低電壓的優(yōu)勢(shì)，其原理如圖3所示，即在電了槍發(fā)射時(shí)使用較 肓的加速電壓，在電子?xùn)c到達(dá)樣品z前加一個(gè)減速電場(chǎng)以減速電壓(deceleration voltage),使實(shí)際到達(dá)樣品的電壓(landing voltage)減小。如圖4是應(yīng)用普通模式和減 速模式