工作距离的选择,对电镜拍摄会有什么影响?
“TESCAN电镜学堂”又跟大家见面了,利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性以及其他分析的需要等等,不同的关注点之间需要不同的拍摄条件,有时甚至相互矛盾。
今天主要谈一谈电镜拍摄时工作距离的选择。
这里是TESCAN电镜学堂第11期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及ZX发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!
第三节 常规拍摄需要注意的问题
平时电镜使用者都进行常规样品的观察,常规样品不像分辨率标准样品那么理想,样品比较复杂,而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。
关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等,不同的关注点之间需要不同的电镜条件,有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的,寻找Z适合的电镜条件,而不是贸然的追求大倍数。
电镜的工作条件包括很多,加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍工作距离的影响。
§3. 工作距离的影响
① 分辨率
由前面的束斑尺寸公式我们就已经得知,不管任何电镜、任何电压束流条件,都是工作距离越近,分辨率越好。不过工作距离越近,操作越危险,需要操作者较为小心,避免试样碰撞极靴。而且工作距离越近,试样允许的倾转角度也受到更大的限制。
② 景深
除了分辨率外,有时候景深也是电镜图片非常重要的因素,特别是当倍数较大时,景深会大幅度缩小,试样稍有起伏则不能全部聚焦清楚。
景深有如下公式可以表示:
其中M为放大倍数、D为工作距离、d为电子束直径、α为光阑孔径。TESCAN所有的电镜都可以从软件中读取当前工作条件下的景深,如图5-27。
图5-27 TESCAN软件直接读取景深
从景深公式中我们可以知道,影响景深的几个工作参数:
工作距离越大,景深越大;
加速电压越大,电子束直径越小,景深越大;
束流越小,电子束直径越小,景深越大;
光阑孔径越小,景深越大;
放大倍数越小,景深越大。
另外,TESCAN电镜具有独特的景深模式,通过中间镜和物镜的聚焦配合,能够增加高倍数下的景深。此外,无磁场模式的景深要好于磁浸没式。
图5-28是不同距离下的景深效果,可以明显的看出长工作距离下的景深优于短工作距离,但是工作距离过长会导致分辨率的下降。
图5-28 工作距离对景深的影响
③ 衬度与工作距离的影响
对背散射电子来说,工作距离还会引起衬度的不同。工作距离较远时,极靴下背散射电子探测器的接收立体角较小,相对接收更高角的背散射电子信号;距离较近时,立体角变大,可以接收更多的低角背散射电子信号。图5-29,试样是抛光的金属镍,测试了不同区域的灰度值,可以发现工作距离较近时,不同的晶粒的灰度值相差更大,通道衬度更好。
图5-29 工作距离与背散射电子衬度
④ 物镜模式和附件的要求
采用半磁浸没式物镜时(MAIA的Depth或Resolution模式),需要较近的工作距离。半浸没式物镜的磁场仅在物镜附近,工作距离远了磁场不能将试样表面包住,使得电子束不能很好的聚焦到试样表面。因此在这种工作模式下,工作距离小于7mm。
如果插入了极靴下背散射电子探测器,由于探测器本身具有一定的厚度,所以工作距离也不能太近,否则会撞上探测器。插入极靴下背散射探测器的情况下,工作距离要大于6mm。如果工作距离更近了,可以拔出极靴下背散射探测器,改用镜筒内背散射电子探测器进行观察。在使用减速模式或者镜筒内二次电子探测器时,也需要相对较小的工作距离。
福利时间
每期文章末尾小编都会设置1个问题,大家可以在留言区自由作答,每期在答对的朋友中我们会选出点赞数ZG的两位送出本书的印刷版。
【本期问题】工作距离对背散射电子成像会有怎样的影响?
(快去留言区回答问题吧↓)
奖品公布
上期获奖的两位用户@Yuki@Organometallics,请在3个工作日内后台私信小编邮寄地址,我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。
电镜学堂“有奖问答”奖品 (印刷版书籍1本)
简介
《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内ZS的技术专家李威老师(原上海交通大学扫描电镜专家,现任TESCAN技术专家)、焦汇胜博士(英国伯明翰大学材料科学博士,现任TESCAN技术专家)、李香庭教授(电子探针领域专家,兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事)编著,并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常ZS的电镜工作者,在科研领域工作多年,李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验,对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣,本教材从实战的角度出发编写,希望能够帮助到广大电镜工作者,特别是广泛的TESCAN客户。
↓ 往期课程,请戳以下文字或点击阅读原文:
电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用
电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理
电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应
电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统
电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统
电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统
电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置
电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解
电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压?
电镜学堂丨电镜使用中,如何选择合适的束斑束流?
更多详情内容请关注“TESCAN公司”微信公众号查看
全部评论(0条)
推荐阅读
-
- 重复性、台间差、非接触距离对分光测色仪测量结果的影响
- 本文介绍了重复性、台间差、非接触距离对分光测色仪测量结果的影响,感兴趣的朋友可以了解一下!
-
- 重复性、台间差、非接触距离对分光测色仪测量结果的影响
- 本文介绍了重复性、台间差、非接触距离对分光测色仪测量结果的影响,感兴趣的朋友可以了解一下!
-
- 轴承的清洁度不达标,对汽车有什么影响?
- 汽车零部件清洁度不达标会严重影响汽车的性能、可靠性和使用寿命。
-
- 爆破振动对房屋的影响,用什么设备来监测
- 爆破振动是指在爆破过程中,由于爆炸发生造成的地面震动和空气震荡所产生的机械振动。而这种振动会对房屋产生影响,甚至会引起房屋的破坏。
-
- 手持式光谱仪的滤光片对测样结果有什么影响?
- X射线荧光的简单原理是光管发出X射线,照射到样品表面产生荧光,由探测器检测样品发出的荧光,根据其特性来判断所含哪些元素及其含量。
-
- R型电子变压器未来会有什么改变?
- R变压器的出现,当时被称为变压器革命,无噪音,漏磁小,空载电流小,铁损坏低,效率高;由于线圈为圆柱形,铜线长度短,内阻小,铜消耗低,温升低,过载波动小,功能优于普通变压器。
-
- 蓝光对皮肤的影响
- 不光是蓝光,眩光测试仪看到其实可见光对皮肤而言,都是有非常多未知的影响。
-
- 溶解氧的溶解度受什么影响?
- 溶解氧(DO)是指空气中的氧溶解到水中的部分,水温是重要的影响因素,还与大气压、盐度有关。
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
参与评论
登录后参与评论