掃描電子顯微鏡是是20 世紀(jì)30 年代中期發(fā)展起來(lái)的一種多功能的電子顯微分析儀器。SEM掃描電鏡以其樣品制備簡(jiǎn)單、圖像視野大、景深長(zhǎng)、圖像立體感強(qiáng)，且能接收和分析電子與樣品相互作用后產(chǎn)生的大部分信息，因而在科研和工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

但是掃描電鏡是非常精密的儀器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要想得到能充分反映物質(zhì)形貌、層次清晰、立體感強(qiáng)和分辨率高的高質(zhì)量圖像仍然是一件非常艱難的事情，本文針對(duì)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析影響圖像質(zhì)量的因素，討論如何根據(jù)樣品選擇Z佳觀察條件。

加速電壓

SEM掃描電鏡的電子束是由燈絲通電發(fā)熱溫度升高，當(dāng)鎢絲達(dá)到白熱化，電子的動(dòng)能增加到大于陽(yáng)離子對(duì)它的吸引力(逸出功)時(shí)，電子就逃逸出去。在緊靠燈絲處裝上有孔的柵極(也叫韋氏蓋），燈絲尖處于柵孔中心。柵極上100~1000V 的負(fù)電場(chǎng)，使燈絲的電子發(fā)射達(dá)到一定程度時(shí)，不再能繼續(xù)隨溫度增加而增加，即達(dá)到空間電荷的飽和（這種提法是錯(cuò)誤的）。離開(kāi)柵極一定距離有一個(gè)中心有孔的陽(yáng)極，在陽(yáng)極和陰極間加有一個(gè)很高的正電壓稱為加速電壓[1]，它使電子束加速而獲得能量。加速電壓的范圍在1~30kV，其值越大電子束能量越大，反之亦然。

加速電壓的選用視樣品的性質(zhì)(含導(dǎo)電性) 和倍率等來(lái)選定。當(dāng)樣品導(dǎo)電性好且不易受電子束損傷時(shí)可選用高加速電壓，這時(shí)電子束能量大對(duì)樣品穿透深（尤其是低原子序數(shù)的材料）使材料襯度減小圖像分辨率高。但加速電壓過(guò)高會(huì)產(chǎn)生不利因素，電子束對(duì)樣品的穿透能力增大，在樣品中的擴(kuò)散區(qū)也加大，會(huì)發(fā)射二次電子和散射電子甚至二次電子也被散射，多的散射電子存在信號(hào)里會(huì)出現(xiàn)疊加的虛影從而降低分辨率。

當(dāng)樣品導(dǎo)電性差時(shí)，又不便噴碳噴金, 還需保存樣品原貌的這類樣品容易產(chǎn)生充放電效應(yīng)，樣品充電區(qū)的微小電位差會(huì)造成電子束散開(kāi)使束斑擴(kuò)大從而損害分辨率。同時(shí)表面負(fù)電場(chǎng)對(duì)入射電子產(chǎn)生排斥作用，改變電子的入射角，從而使圖像不穩(wěn)定產(chǎn)生移動(dòng)錯(cuò)位，甚至使表面細(xì)節(jié)根本無(wú)法呈現(xiàn)，加速電壓越高這種現(xiàn)象越嚴(yán)重，此時(shí)選用低加速電壓以減少充、放電現(xiàn)象，提高圖像的分辨率。