在掃描電鏡（SEM）中，束流電壓和束流電流是影響圖像質(zhì)量、分辨率和成像深度的關(guān)鍵參數(shù)。調(diào)整這兩個參數(shù)可以幫助優(yōu)化成像效果，適應(yīng)不同的樣品類型和實(shí)驗(yàn)需求。

1. 束流電壓 (Accelerating Voltage)

束流電壓控制的是加速電子束的能量，通常以千伏（kV）為單位。電壓越高，電子束的能量越大，具有更強(qiáng)的穿透力，但可能會導(dǎo)致成像效果發(fā)生變化。

調(diào)節(jié)束流電壓的影響：

提高電壓（大于10 kV）：

增加穿透力：高電壓使得電子束具有更強(qiáng)的穿透力，適合用來觀察較厚的樣品或深層結(jié)構(gòu)。

降低分辨率：隨著電壓的增高，電子束的波長變短，但同時也增加了樣品表面與電子的相互作用范圍，這可能會導(dǎo)致分辨率降低。

增強(qiáng)信號強(qiáng)度：高電壓提供更多的電子散射，通常會獲得更強(qiáng)的二次電子或背散射電子信號，適合進(jìn)行成分分析和三維成像。

適用于金屬或?qū)щ姴牧希狠^高的電壓能有效降低樣品的充電效應(yīng)，尤其是對金屬或高導(dǎo)電樣品。

成像深度增加：適用于觀察樣品的深層結(jié)構(gòu)，適合進(jìn)行背散射電子（BSE）成像。

降低電壓（低于10 kV）：

提高分辨率：低電壓通常能提供較高的空間分辨率，適用于觀察樣品的細(xì)微表面特征，如表面形貌、納米級結(jié)構(gòu)等。

減小樣品的輻射損傷：低電壓減少了電子束對樣品的輻射損傷，特別是在觀察敏感樣品時，如生物樣品、薄膜等。

降低穿透力：低電壓適用于薄樣品或只需要觀察表面結(jié)構(gòu)的情況，因?yàn)殡娮邮y以穿透較厚的樣品。

適用于非導(dǎo)電樣品：低電壓可以減少充電效應(yīng)對圖像的影響，適合觀察非導(dǎo)電樣品或低導(dǎo)電樣品（例如某些陶瓷、塑料、微粒等）。

適用情況：

高電壓（10-30 kV）：適用于金屬、導(dǎo)電樣品、厚樣品的成像，尤其是成分分析（例如X射線光譜分析）。

低電壓（1-5 kV）：適用于非導(dǎo)電材料、薄樣品、納米尺度的表面特征分析。

2. 束流電流 (Beam Current)

束流電流是指電子束每秒通過樣品表面的電子數(shù)量，單位通常為納安培（nA）。電流的大小直接影響圖像的信號強(qiáng)度和噪聲水平。

調(diào)節(jié)束流電流的影響：

增加束流電流：

提高圖像信號強(qiáng)度：較高的電流會產(chǎn)生更多的二次電子信號，因此能獲得更強(qiáng)的圖像對比度和清晰度。

加快掃描速度：較高的電流可以使圖像采集速度加快，因?yàn)楦嗟碾娮邮峁└嗟男畔Ⅻc(diǎn)。

增加樣品的輻射損傷：高電流會增加電子束與樣品的相互作用，可能導(dǎo)致樣品表面的輻射損傷，特別是在觀察敏感樣品時。

增加充電效應(yīng)：高電流也可能導(dǎo)致樣品表面產(chǎn)生更多的電荷積累，從而導(dǎo)致樣品充電效應(yīng)增加，尤其是在觀察非導(dǎo)電樣品時。

降低束流電流：

減少輻射損傷：較低的電流可以減少電子束對樣品的損害，尤其適用于觀察脆弱或易損傷的樣品（如生物樣品、聚合物等）。

減少充電效應(yīng)：低電流可以有效減少非導(dǎo)電樣品上的充電問題，避免產(chǎn)生圖像畸變。

降低圖像對比度：較低的電流可能導(dǎo)致信號較弱，圖像對比度較低，需要較長時間的曝光來獲得足夠的信號。

適用情況：

高電流（1-10 nA）：適用于要求較高信號強(qiáng)度的成像和快速掃描，適合導(dǎo)電樣品的成像。

低電流（0.1-1 nA）：適用于低輻射損傷、精細(xì)觀察表面特征或非導(dǎo)電樣品的成像。

3. 如何選擇適合的束流電壓和電流

選擇適合的束流電壓和電流要根據(jù)以下幾個因素綜合考慮：

樣品類型：金屬、導(dǎo)電樣品適合使用較高的電壓和電流，而非導(dǎo)電、脆弱的樣品適合使用低電壓和電流。

所需分辨率：如果需要觀察表面細(xì)節(jié)、納米級結(jié)構(gòu)，低電壓和較低電流會更適合。如果是進(jìn)行深層成分分析，使用較高電壓和電流。

圖像質(zhì)量：為了獲得較高的圖像質(zhì)量和信號強(qiáng)度，可以使用較高的電流，但需要控制輻射損傷。

充電效應(yīng)：非導(dǎo)電樣品更容易產(chǎn)生充電效應(yīng)，低電壓和低電流可以有效減小充電效應(yīng)。

4. 實(shí)驗(yàn)設(shè)置建議

高分辨率成像：低電壓（1-5 kV）+ 低電流（0.1-1 nA）。

表面形貌觀察：中等電壓（5-10 kV）+ 中等電流（1-3 nA）。

材料成分分析：高電壓（10-30 kV）+ 高電流（3-10 nA）。

較厚樣品或三維成像：高電壓（10-30 kV）+ 中等電流（1-3 nA）。

以上就是澤攸科技小編分享的如何調(diào)整掃描電鏡的束流電壓與電流以獲得不同的成像效果。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價格請咨詢