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扫描电镜（SEM/EDS）

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主题：【第三届原创大赛】响应站长号召来一个原创——关于加速电压选择的一些看法

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linzq

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2010/8/16 18:41:21 17楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原文由 jeolzxj(jeolzxj) 发表:
你到物理书上找下，看有没有电子在两个均匀电极板的作用下改变运动方向的。真正起作用的是C1.

你去看看电镜方面的书就知道了，这个电场并不是你所说两电极板平行均匀的电场，呵呵。这是基础呀，

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2010/8/17 14:49:47 Last edit by linzq

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2010/8/17 8:30:03 19楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

电子枪是静电透镜，发射电子在阳极孔附近被交叉会聚成10-100UM的电子束，这个许多电子显微镜书上都有叙述的原理。

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2010/8/17 15:35:29 Last edit by linzq

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2010/8/18 1:29:34 23楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

准确的说法应该是加速电压越大，电子束经过CL电磁聚焦透镜时的色差越小，色差越小，也就是弥散斑越小，说明电子束汇聚得越好。所以SEM供应商在调分辨率图像给客户时取高电压拍照来说明仪器的最佳分辨率。

该帖子作者被版主 huangtao0307加 10积分， 2经验，加分理由：好評

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2010/8/18 1:34:05 24楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

加速电压越大，电子束中的各电子之间的能量差%越小，自然对应色差越小。
－－－－－－－－－如有不准确，欢迎斧正！

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2010/8/18 9:02:04 25楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

关于色散这主要是和电子束斑的发散有关系的，越靠近束斑中心能量越均匀，色散也就越小。这就是为什么要光阑的原因，越是高分辨率越需要小的光阑，这样可以将外围的发散电子遮挡掉使电子束均匀，减少色散的影响。小的电子束束斑能量要较较大的电子束斑的能量均匀性要好（在相同条件下）。
冷场电子枪形成的束斑要比热场电子枪小很多（因为灯丝的发射面积和立体角要小），所以它的光斑弥散性要好很多，最后的结果就是色散冷场要比热场好很多，而使的冷场有更高的分辨率。

FEI的麦泽伦加一个色散校正器也就是为了减少出射电子的弥散。我没有看到如何校正这方面的介绍，不过估计就是个补偿，以使电子束的能量均匀，减少弥散现象。不过束斑直径是否有变化就是个问号了，所以分辨率是否提高到冷场的水准还有待观察。FEI扫描电镜放大倍率问题是公认的诟病。在麦泽伦上也没有改观，所以我对FEI的东西始终是有疑问的。

我想问一下如果加速电压是改变色散的，那要那些个光阑干什么？那要那个色散矫正器干吗？尽可以提高加速电压不就解决问题了。还有现在拍分辨率图像已经基本上使用15KV来拍金颗粒了（虽然这个样品并不能反映仪器的分辨率）和这个说法也是矛盾呀！现在高分辨率图像已经提倡低电压来做了！
至于加速电压能否改善色散，我没有看到这方面的文章不敢像某些自以为是的人那样乱说。如果推测好像是有点正面作用，但决不会是主要作用。因为加速电压的提高会不会使电子束会聚的小一些？量是多少？会不会带来电子间能量差的加大？量又是多少？这些影响的综合结果是什么？这些都是不确定的因素，我没见过这样的研究文章，我也说不清楚。但主要还是为了加强电子能量这是来得可靠些。

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2010/8/19 16:34:07 Last edit by huangtao0307

fengyonghe

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2010/8/19 0:16:00 33楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原文由 wbslandy(wbslandy) 发表:
准确的说法应该是加速电压越大，电子束经过CL电磁聚焦透镜时的色差越小，色差越小，也就是弥散斑越小，说明电子束汇聚得越好。所以SEM供应商在调分辨率图像给客户时取高电压拍照来说明仪器的最佳分辨率。

再补充一点：电子显微镜之所以有高的分辨率是由于高压下的电子波长比可见光短得多，扫描电子显微镜之所以比透射电子显微镜的分辨率低是由于扫描电子显微镜的加速电压只有30千伏，比透射电子显微镜低得多。电子束斑与电子波长的关系有如下表达式：d=BC_s^1/4λ^3/4 B是常数，C_s球差系数，λ是电子波长。加速电压越高电子波长越短，分辨率越高。

该帖子作者被版主 huangtao0307加 5积分， 2经验，加分理由：歡迎繼續討論

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2010/8/19 10:36:51 34楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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2010/8/19 14:47:03 35楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原文由 wbslandy(wbslandy) 发表:
加速电压越大，电子束中的各电子之间的能量差%越小，自然对应色差越小。
－－－－－－－－－如有不准确，欢迎斧正！

我查了一些资料包括网上，只看到能量发散和电子枪本身所具有的特性有关，灯丝的发射面积，组成的材料等有关。也可以这样说灯丝亮度越大能量发散越小。没有看到和加速电压有关这样的说法，加速电压和发射电子的能量（也就是波长）有关系的。这个冯老有说明。说明一下大家不要把亮度和束流或加速电压划等号。
不同的电子枪色散是不同的，钨灯丝色散最大，冷场色散最小。没有看到有不同的加速电压色散会不同这样的说法。

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2010/8/19 14:56:43 Last edit by linzq

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2010/8/19 20:56:10 36楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原文由 fengyonghe(fengyonghe) 发表:
原文由 wbslandy(wbslandy) 发表:
准确的说法应该是加速电压越大，电子束经过CL电磁聚焦透镜时的色差越小，色差越小，也就是弥散斑越小，说明电子束汇聚得越好。所以SEM供应商在调分辨率图像给客户时取高电压拍照来说明仪器的最佳分辨率。

再补充一点：电子显微镜之所以有高的分辨率是由于高压下的电子波长比可见光短得多，扫描电子显微镜之所以比透射电子显微镜的分辨率低是由于扫描电子显微镜的加速电压只有30千伏，比透射电子显微镜低得多。电子束斑与电子波长的关系有如下表达式：d=BC_s^1/4λ^3/4 B是常数，C_s球差系数，λ是电子波长。加速电压越高电子波长越短，分辨率越高。