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扫描电子显微镜的扫描策略和原理

分类:公司新闻 发布时间:2024-01-03 2755次浏览

  扫描电镜通常采样光栅扫描的方式,需要扫描点遍历样品的特征区域。这样需要采集大...

  湖北扫描电镜通常采样光栅扫描的方式,需要扫描点遍历样品的特征区域。这样需要采集大量的数据点,如果增加像素尺寸和驻留时间都会导致整幅图像的耗时增加。除了需要采集大量的像素外,它还容易造成图像失真:与竖直的扫描方向相比,电子束在水平方向上的扫描速度更快,从而导致对图像中x和y方向的处理不平等。

湖北湖北蔡司湖北扫描电镜

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  当电子束到达一行的末尾时,它会以所谓的回扫运动(fly-back)偏转至下一行的开始处。在回扫期间,扫描系统的有限时间响应可能导致束斑的实际位置与目标位置之间出现偏差。在达到恒定的扫描速度前,这会导致新扫描线的前几个像素变形。故需要增加回扫时间来缓解此影响。并且,在常规的光栅扫描中,先后扫描的位置彼此临近。对于易荷电样品,这不利于电荷的扩散。

  因此,除了增加总采集时间之外,该扫描策略还会增加电子束的剂量和并导致剂量的不均匀分布,从而容易出现扫描伪像及样品偏移。只是一般情况下较难察觉,但是在高倍率、大束流和敏感样品时会变得明显。电子束从左往右快速扫描,但从上往下扫描速度较慢,因此在使用慢扫描时,当出现振动或干扰时,真正的束斑位置和预定的位置在上下方向会出现明显偏差,就会出现图示的锯齿条纹。

  可以使用一些策略来消除图像中的失真,例如漂移校正,又比如基于光栅扫描的线扫瞄和隔行扫描。但是,采用不同于光栅扫描的方式也有相当大的潜力。

  因为使用薄样品并追求原子分辨,TEM/STEM中的STEM更容易受到样品稳定性的制约,除了常用的低剂量方法和提高探测效率外,近年来出现了很多特殊的扫描方式,诸如蛇形扫描、螺旋扫描、随机扫描和动态扫描等扫描方式,其中一些扫描方式不需要像通常扫描方式一样遍历所有点。一些特殊的扫描方式在扫描电镜中也开始得到应用。采用适当的扫描方式可以消除光栅扫描中的回扫,也可以减少扫描点,还可以将扫描的位置区分开以减弱电荷的汇聚,从而减少电子束损伤、荷电、图像失真和漂移。只是这些特殊的扫描方式还不是商用电镜的通用模式,需要在硬件和软件上对扫描系统进行更改。


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