全部评论(3条)
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- 安杰乐学堂 2012-03-22 00:00:00
- 聚焦,调整样品的高度,象散,对比度等等。
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- wangziyao1983 2013-07-23 00:00:00
- SEM想清楚这个要自己多试条件,不同的电压、扫描速度、工作距离都是会影响图片清晰度的,当然条件确认的情况下,就是要看你的技术咯!电子束对中,像散调节,wobble,Z后就是focus清晰啦
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- m琉璃灯的光 2012-01-30 00:00:00
- 关键是聚焦,高倍聚焦,低倍成像。再就是调节对比度亮度得到一幅清晰的图像。 如果比较了解电镜的话,还要调节像散,对中等等之类的。
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扫描电镜(SEM)用途广泛,几乎不需要样品制备就可提供各种样品的纳米级信息。然而有时候,必须先对样品进行溅射镀膜才能使用扫描电镜获取高质量图像。
扫描电镜可以对各种样品成像,例如陶瓷、金属、合金、半导体、高分子以及生物样品等。然而,有些类型的样品并没那么容易成像,需要额外进行样品制备以获得高质量图像,包括给样品镀上一层约10纳米(nm)厚的导电材料,如金、银、铂或铬。
何时需要溅射镀膜
镀膜材料的高导电性可以提高扫描电镜成像信噪比,使成像质量更高。需要溅射镀膜才能观察的样品通常对电子束敏感,不可导电。
束敏感样品
主要指生物样品,还包括塑料材料等其他类别。扫描电镜电子束能量很高,与样品相互作用时,部分能量主要以热能的形式作用在样品上。如果样品是由对电子束敏感的材料制成,那么这种相互作用会破坏部分甚至整个样品结构。在这种情况下,使用非电子束敏感材料进行溅射镀膜可以起到保护层作用,防止样品受损。
不导电材料
因其不导电的特性,其表面起到了电子陷阱的作用,导致电子在样品表面积聚,也就是“荷电”现象,因此在样品表面形成极白的区域,影响成像效果。使用溅射镀膜技术,将导电材料作为导电通道,可移除表面积聚的电子。
(左图)不导电样品上的荷电效应
(右图)该样品表面溅射10nm金膜后的背散射电子图像
溅射镀膜的缺点
样品的溅射镀膜也存在一些弊端。首先,需要额外的时间和精力来确定Z佳镀膜参数。Z重要的是,镀膜后样品表面不再是原始材料,而是镀膜材料,因此会丢失原子序数衬度信息。在某些极端情况下,该技术可能会造成样品表面形貌失真或呈现虚假成分信息。
然而大多数情况下,只要谨慎选择镀膜参数,就能避免这些问题,获得清晰高质的图像。
溅射镀膜使用材料
在过去,Z常用的溅射镀膜材料是金,因其导电率高、晶粒尺寸相对较小,利于形成高分辨率图像。进行能谱分析时,扫描电镜用户通常会对样品镀碳,因为碳的X射线峰值不会与其他元素的峰值发生冲突。
如今,钨、铱、铬等镀膜材料因粒度更细,可以满足超高分辨率成像要求,而铂、钯、银等镀膜材料则具有可逆性的优点。
为了获得扫描电镜的Z佳成像,某些类型的样品需要额外进行样品制备。处理束敏感样品和不导电样品时,溅射镀膜技术有利于获得高质量的扫描电镜图像。
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提到扫描电子显微镜(SEM)的“景深”,可以用摄影来做类比,两者都可以获得高清图片,也都要确定需要聚焦的位置。
拍照时,您感兴趣的物体应该总是处于焦点位置,并且尽可能清晰。从艺术的角度来说,聚焦可以将摄影师的关注点传达给观察者,而在实际应用中,聚焦良好的图片可以展示大量细节信息。
但是待拍摄物体中有多大部分是真正处于聚焦状态,这部分占比又是如何调控的呢?对焦状态的图像部分始终是一个平面,这意味着我们只能对wan美的平面进行成像。幸运的是,只要物体中的各部分“足够接近”焦平面,我们的大脑就可以处理,这部分称为景深。
影响景深的参数有几个,调整这些参数可以使图片中包含的信息变多或变少,其中,光阑直径和聚焦装置(摄像头和扫描电镜镜筒)至关重要。
物体与成像设备之间的距离也是极其重要的因素。
通常,物体越远,景深越大,更多物体变得足够清晰,使得大脑能够处理和区分;
物体越近,景深越小,清晰度或分辨率会提高,可以看到物体太远时看不到的细节。
不同景深下的两张照片
(左图)花儿特写镜头-近距离拍摄,背景变得模糊。
(右图)风景照-远距离拍摄,景深从几厘米增加到几公里。
电子显微镜是如何聚焦的
电子显微镜中,焦点是指入射电子束圆锥直径Z小时的位置。。电子源发出电子束,镜筒内的电磁透镜和末端光阑约束电子束并决定Z小束斑尺寸。
当电子束直径接近Z小值时,分辨率提高。通常达到特定和Z优“工作距离”-(镜筒底部和样品之间的距离)时,可取得该值。
焦平面是指电子束直径Z小处对应的水平面。电子束对焦时,所有处于焦平面的特征物都将非常清晰。校正焦点意味着改变焦平面高度,焦平面上下的所有特征将会逐渐模糊,直到无法识别。
工作距离如何影响景深
景深是指工作距离的一定范围,在该范围内,图像的清晰度可以接受。理想的工作距离将在聚焦后呈现Z佳分辨率。
然而,有些情况下,例如,在观察较高样品时,分辨率变得不太重要,反而景深对结果的影响更大。对昆虫进行成像时,关键是要让画面中的所有特征都清晰可辨,比如它的腿和头。对电子线路连接成像也是如此,完整观察样品需要在同一图像中聚焦整个电线和电路板。在这种情况下,较长的工作距离有助于获得更大的景深,得到更多细节清晰可见的图像。
电子镜筒、电子束和焦平面图示。(左图)工作距离越长,α角越小,远离焦平面不会使图像变得太模糊。(右图)工作距离缩短, β角变大,远离焦平面使得电子束直径不断增大,因此图像变得更加模糊。反之,焦平面上的电子束直径越小,图像分辨率越高。
样品越靠近镜筒,电子束角度越大。这意味着与焦平面的微小偏差将导致电子束直径不断增大,从而使得图像更加模糊。
反之,样品距离镜筒越远,电子束角度越小,与焦平面高度的偏差所导致的电子束直径变化也就越小,因此,可以清晰地观察到不同高度处的所有特征物。
通常,扫描电子显微镜的景深可以从几微米增加到几毫米,通过调整景深,可以对需要ZD关注的特征进行深入观察,获得高质量的图像从而取得Z佳的分析结果。
如您希望了解更多有关扫描电镜的信息,请填写表单与专家交谈。(填写地址:https://www.thermofisher.com/cn/zh/home/global/forms/questionnaire-2017-form-cn.html?cid=cn-ebz-soc-wec-camp-wechat2018-aMSD-pc-mkt-05282018)
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初次使用扫描电镜(SEM)时,
您可能会疑惑到底能获取什么样的图像,您也可能会纠结怎样保证图像质量。其实,如果掌握了正确的样品制备技巧,您就可以轻松改善图像质量了。
首先,扫描电镜工作需要真空条件,而真空条件会对样品造成很大影响。例如,样品表面的松散颗粒会脱落,液体会即刻蒸发,易碎的材料会脱气。
图1. 苍蝇复眼的扫描电镜图像
您会发现对苍蝇很容易成像,但是要对苍蝇的幼虫成像,很可能会导致电镜中污渍飞溅。幼虫可以看作小的液体囊,如果内部水分蒸发,内部压力就会导致其皮肤崩塌甚至会发生爆炸。那么,气体和颗粒就会进入电子镜筒,并损害图像质量。
使用扫描电镜对水分含量高的样品成像,以下几点至关重要:
--在低真空下成像;
--冻结样品;
--烘干样品。
图2.-25°C 下苹果的扫描电镜图像
除了真空度,您还需要考虑样品表面电荷累积的影响,这会导致样品表面出现明亮的区域,从而掩盖所有细节,这种情况常常出现在聚合物和不导电材料中。
我们再强调一下,样品制备对于获得优质的图像十分关键。
使用扫描电镜对不导电样品成像时,我们应该:
--使用金属胶带使样品接地,并在胶带附近区域成像;
--使用金或其他导电镀膜材料在样品表面溅射镀膜;
--在低真空条件下成像。
图3.不导电羊毛样品的扫描电镜图像
要获得优质的扫描电镜图像,样品制备至关重要。花些时间学习不同类型样品的制备技巧,您就可以确保始终获得Z佳的图像结果。
如您希望了解更多有关使用扫描电子显微镜样品制备的信息,请填写表格与专家交谈。
表格地址:https://www.thermofisher.com/cn/zh/home/global/forms/questionnaire-2017-form-cn.html?cid=cn-ebz-soc-wec-camp-wechat2018-aMSD-pc-mkt-05282018
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