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主题：【第六届原创】束斑面积和扫描电镜分辨率关系辨析

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linzq
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发表于：2011/10/13 10:23:41 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
维权声明：本文为linzq原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。
最近坛子里面有人将电子束束斑面积和扫描电镜的分辨率形成因果关系，这也是一个片面的观点。照他的论断场发射也没有意义，把钨灯丝的电子束斑搞小不就可以了？

    其实影响扫描电镜分辨能力的因素有很多。而这些因素有许多还相互影响着。要是分开来看就电子枪这个因素来说也不是束斑面积，最关键的是束流密度，最后归结为电子枪的约化亮度（有厂家称为归一化亮度）。束斑面积越小束流强度也会相应的减少，要保证小束斑的束流强度满足有较好的信噪比，就必须有较高的束流密度。这就是各种不同的电子枪获得的分辨能力不同的根本原因。根据蔡司提供的数据，冷场枪的归一化亮度最大是热场枪的两倍，而场发射枪和热发射枪亮度的差别在数量级这个级别上。所以从电子枪亮度来看冷场枪的分辨能力最强。

电子枪对扫描电镜分辨能力产生影响的另外一个因素就是电子枪的能量发散度，也就是我们所说的色散。这个指标也是冷场枪最好。能量发散度越小色差也会越小，电镜的分辨能力也会越强。目前FEI发展的所谓超高分辨能力热场扫描电镜麦泽伦就是通过能量过滤来改变电子束的能量发散同时也将电子束束流减少95%左右，基本上将热场变成冷场来做高分辨。不过我们要说的是后天的改善是很难达到先天优势水准的，它和冷场分辨能力上的差别是无法弥补的。我至今还没有看到它拍出让人信服的高分辨照片（8MM工作距离，把80万倍的图像做出来看看）。

再一个与电子束有关的因素就是真空度，高分辨图像需要高的真空度以减少电子束的裙散现象。一般的热场真空度偏低，环扫就更低了,这些都会对高分辨图像产生影响的。因此麦泽伦和蔡司的MERLIN真空度都被大幅提高了。热场所谓的低真空要求对高分辨图像合适吗？

电子束束斑面积和扫描电镜分辨能力不是一点关系也没有。在能保证足够的束流密度以维持较好的图像信噪比以及相同的加速电压情况下，小束斑会带来较高的分辨能力。
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dick_runner
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2011/10/13 20:15:35 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
学习啦！！！
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wolfzsx
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2011/10/25 15:24:11 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
不断学习中。。。束流密度是个什么概念呢？
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驰奔
srd2009
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2011/10/25 17:56:07 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
回楼上：束流密度是束流除以束斑面积。
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wydoublefish
wydoublefish
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2011/10/28 11:04:22 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
呵呵 学习！
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大陆
handsomeland
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2011/11/1 10:51:46 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
从光源角度讨论其对分辨率的影响，深入浅出，分析易懂，赞。
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奔跑的蜗牛
chenjianfeng
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2011/11/28 17:23:08 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
极度怀疑，
1 个人觉得束斑大了分辨率肯定差。。。。。。即使束流密度再大也会差的，一个检验的办法就是，同样用冷场电镜，在高放大倍数下用大的束斑肯定也是有问题的，
The secondary electron emission, confined to a very small volume near the beam impact area for certain choices of the beam energy, permits images to be obtained at a resolution approximating the size of the focused electron beam. (page 1, Joseph goldstein, etc, Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, 3rd edition)
2 为什么一定在8mm工作距离在拍高倍，而不是在18mm,或是1mm呢，这条件限制怪怪的
3 楼主如果计算出能量过滤的束流损失在95%，我一直想算这个，没办法算，很想知道具体的计算过程。。。
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2011/11/28 18:50:43 Last edit by chenjianfeng
小M
mitchell_dyzy
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2011/11/28 20:35:42 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 linzq(linzq) 发表:
我至今还没有看到它拍出让人信服的高分辨照片（8MM工作距离，把80万倍的图像做出来看看）。
这句话是什么意思
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linzq
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2011/11/29 8:43:57 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
回小M，一般来说大工作距离高分辨图像很难获得。不过对4800来说由于性能超群，因此即便将工作距离放在8MM也能获得极限分辨能力。所以要比高分辨图像还要看在什么条件下获得。
大工作距离有1.大景深，优异的空间立体感，2.样品台的移动有更大的范围，3.样品适应性强，特别是磁性样品也就不是问题了，4.对镜筒的污染小等优点。
如果你能在大于8MM的工作距离下也能获得高分辨像那是最好了。
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julich
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2011/12/13 10:31:02 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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linzq
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2011/12/13 10:46:55 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
这张图标称100万倍，那么标尺长度计算应该是10个厘米，可是这个有吗？
呵呵，这个图是以屏幕计算放大倍数，最多只有日立公司以图片计算放大倍数的42万倍左右。
而且这是一个铂、铑颗粒物附着，是一个很容易做的样品，是厂家做宣传的图片，工作距离还调整在1MM左右。能说明什么？
麦泽伦是FEI的顶级热场，售价在70-80万美金。它的高分辨是在将束流减掉95%（可以查看驰奔的博客）后获得，也就是将一个热场改变为冷场才能获得。你给的照片也太落伍了。
同样的图像我还看到麦泽伦在0.5KV做的图片计算60万倍的，这个才有点展示力。虽然样品不难s-4800可以很轻松在大工作距离下获得，但是作为热场确实很不容易了。
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2011/12/13 12:46:00 Last edit by linzq
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