為什么會出現(xiàn)這樣奇怪的現(xiàn)象?為什么更好的分辨率卻沒有得到更真實(shí)的圖像?前面我們已經(jīng)說到,電子束是由掃描線圈的脈沖信號控制,電子束在試樣表面并不是連續(xù)掃描,而是逐點(diǎn)跳躍式的掃描。一般掃描電鏡的采集像素比較大,我們會誤以為是連續(xù)掃描。既然掃描電鏡是束斑間斷跳躍式的軌跡,那么電子束就有一定的覆蓋面積。
束斑中心的距離取決于放大倍數(shù)和采集像素大小。當(dāng)束斑較大時(shí),束斑覆蓋比較;但是當(dāng)束斑減小時(shí),束斑的覆蓋區(qū)域也越來越小,所以有的特征形貌會從束斑兩個(gè)跳躍中心穿過而沒有被覆蓋到,所以相應(yīng)的形貌特征也不會反映在圖像上,這就造成了信息的丟失。像上述例子,在大倍數(shù)小,束斑之間跳躍間距小,足夠覆蓋特征形貌,但是縮小倍數(shù)后,掃描電鏡EDS技術(shù)服務(wù),跳躍距離變大,束斑不足以覆蓋所有的特征形貌,有的線條就反映不出來。
掃描電鏡雖然是顯微鏡家族中的后起之秀,但由于其本身具有許多的優(yōu)點(diǎn),發(fā)展速度是很快的。
1 儀器分辨率較高,通過二次電子像能夠觀察試樣表面6nm左右的細(xì)節(jié),采用LaB6電子,可以進(jìn)一步提高到3nm。
2 儀器放大倍數(shù)變化范圍大,且能連續(xù)可調(diào)。因此可以根據(jù)需要選擇大小不同的視場進(jìn)行觀察,同時(shí)在高放大倍數(shù)下也可獲得一般透射電鏡較難達(dá)到的高亮度的清晰圖像。
中間鏡(intemediate lens)和投影鏡(projection lens)
在物鏡下方,依次設(shè)有中間鏡和投影鏡、第2投影鏡,以共同完成對物鏡成像的進(jìn)一步放大任務(wù)。從結(jié)構(gòu)上看,它們都是相類似的電磁透鏡,但由于各自的位置和作用不盡相同,故其工作參數(shù)、勵(lì)磁電流和焦距的長短也不相同。電鏡總放大率:M=MO·MI·MP1·MP2即為物鏡、中間鏡和投影鏡的各自放大率之積。當(dāng)電鏡放大率在使用中需要變換時(shí),就必須使它們的焦距長短相應(yīng)做出變化,通常是改變靠中間鏡和投影鏡線圈的勵(lì)磁工作電流來達(dá)到的。電鏡操縱面板上放大率變換鈕即為控制中間鏡和投影鏡的電流之用。
對中間鏡和投影鏡這類放大成像透鏡的主要要求是:在盡可能縮短鏡筒高度的條件下,得到滿足高分辨率所需的高放大率,以及為尋找合適視野所需的低放大率;可以進(jìn)行電子衍射像分析,做選區(qū)衍射和小角度衍射等特殊觀察;同樣也希望它們的像差、畸變和軸上像散都盡可能地小。
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