电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应

2020-07-08


第四节   各种信号与衬度的总结


前面两节详细的介绍了扫描电镜中涉及到的各种电子信号、电流信号、电磁波辐射信号和各种衬度的关系,下面对常见的电子信号和衬度做一个总结,如图2-36和表2-4。


2-36.JPG


图2-36   SEM中常见的电子信号和衬度关系



表.JPG


  

表2-4   SEM中常见的电子信号和衬度关系




第五节   荷电效应



扫描电镜中还有一种不希望发生的现象,如荷电效应,它也能形成某些特殊的衬度。不过在进行扫描电镜的观察过程中,我们需要尽可能的避免。



§1. 荷电的形成


根据前面介绍的扫描电镜原理,电子束源源不断的轰击到试样上,根据图2-6,只有原始电子束能量在V1和V2时,二次电子产额δ才为1,即入射电子和二次电子数量相等,试样没有增加也没减少电子,没有吸收电流的形成。而只要初始电子束不满足这个条件,都要形成吸收电流以满足电荷的平衡, i0= ib+is+ia。


要实现电荷平衡,就需要试样具备良好的导电性。对于导体而言,观察没有什么问题。但是对于不导电或者导电不良、接地不佳的试样来说,多余的电荷不能导走,在试样表面会形成积累,产生一个静电场干扰入射电子束和二次电子的发射,这就是荷电效应。


荷电效应会对图像产生一系列的影响,比如:


① 异常反差:二次电子发射受到不规则影响,造成图像一部分异常亮,一部分变暗;


② 图像畸变:由于荷电产生的静电场作用,使得入射电子束被不规则偏转,结果造成图像畸变或者出现阶段差;


③ 图像漂移:由于静电场的作用使得入射电子束往某个方向偏转而形成图像漂移;


④ 亮点与亮线:带点试样经常会发生不规则放电,结果图像中出现不规则的亮点与亮线;


⑤ 图像“很平”没有立体感:通常是扫描速度较慢,每个像素点驻留时间较长,而引起电荷积累,图像看起来很平,完全丧失立体感。


如图2-37都是典型的荷电效应。


2-37.JPG


图2-37 典型的荷电效应

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