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文档简介

1、扫描电镜低加速电压及减速模式的应用扫描电镜观察样品时，使用较高的加速电压（一般10 kV以上）存在一些问题：电子束能 量高，穿透样品较深，得到的不是样品真实的表面信息；对于不耐电子束的样品如有机材料 损伤较大；对于导电性不好的样品，表面积累电荷造成荷电和样品漂移，严重影响观察。选 择低的加速电压（一般1 kV以下），可以有效改善以上问题，高、低加速电压在应用中的 区别主要表现在：作用深度和区域不同，电子束与样品的作用深度和范围在高电压下较低电 压大，如图1为15 kV和1 kV加速电压下电子束与样品表面作用区域的Monte Carlo模拟 图，可以看出低加速电压下，作用的深度和区域明显减小，因

2、此，较高的加速电压提供的是 相对内部的信息而非表面信息，反应不出真实的表面形貌。图2是不同加速电压下样品形貌 的差异，可见使用15 kV的加速电压掩盖了样品表面的一些形貌。另外，一些起伏很小的样 品，用高的电压就观察不到，如单层排列的碳纳米管，由于只有纳米级的起伏，只能用低电 压观察。Vacc IkVVacc 15kV2Vacc=lkVVacc=15kV低加速电压可以有效地减少对样品的损伤和荷电效应，对于不导电的样品可以直接观 察，比如一些高分子微/纳米球在较高的加速电压下发生坍塌、损坏，而且表面荷电严重， 放电现象明显，严重影响观察拍照，即使喷涂导电层也存在放电现象，而在低加速电压下能 够保

3、持其形态，而且没有明显的荷电现象。要应用低加速电压观察样品，要求电镜的电子枪有足够的亮度，以获得足够的束流，提高 图像分辨率；观察时要减小工作距离，甚至把样品升到物镜下极靴面，使物镜激励增强，焦距变短，像差减小，提高分辨率。对于扫描电镜S-4800,应用低电压(1kV)观察，需要Probe Current选High模式，工作距离小于3mm，二次电子探头用上探头即U探头。虽然低电压有以上优点，但是低加速电压比高加速电压的分辨率低，如扫描电镜S-4800 在1kV的分辨率是1.4nm，而15kV分辨率为1nm。应用减速模式(Deceleration Mode)可在 保持较高分辨率的同时又保持低电压的优势，其原理如图3所示，即在电子枪发射时使用较 高的加速电压，在电子束到达样品之前加一个减速电场以减速电压(DecelerationVoltage)，使实际到达样品的电压(Landing Voltage)减小。如图4是应用普通模式和减 速模式

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