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臺(tái)式電鏡在出場(chǎng)階段已經(jīng)優(yōu)化了幾組針對(duì)不同類(lèi)型樣品的加速電壓，掌握微調(diào)節(jié)加速電壓的技能能給圖像錦上添花。

經(jīng)典的原理大家都知道：掃描電鏡使用高壓加速的電子束作為光源，燈絲產(chǎn)生電子通過(guò)幾千伏至幾十千伏的高壓加速后通過(guò)電磁透鏡和光闌把聚焦的很細(xì)的電子束轟擊到樣品表面，激發(fā)出試樣表面的各種信號(hào)，通過(guò)相關(guān)探測(cè)器分別進(jìn)行收集，可以獲得樣品相關(guān)的表面形貌信息和微區(qū)成分信息。

分辨率是掃描電鏡的關(guān)鍵參數(shù)，其是指能夠分辨物體小間距的能力。英國(guó)物理學(xué)家瑞利提出分辨率 d 的計(jì)算方法為：

分辨率取決于光源的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，分辨率越好。

運(yùn)動(dòng)的電子具有波粒二象性，這與可見(jiàn)光的性質(zhì)是相似的，高壓加速后的電子束波長(zhǎng)比可見(jiàn)光約小 5 個(gè)數(shù)量級(jí)。因此掃描電鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高得多。從理論上得出：加速電壓越高，電子束波長(zhǎng)越短，掃描電鏡的分辨率越高。

實(shí)際是什么樣的呢？加速電壓越大效果越佳嗎？先來(lái)看下面這組圖片的對(duì)比，你可以得到什么結(jié)論呢？

圖1. 15kV 錫球照片                                                      圖2. 5kV 錫球照片

圖 1 和圖 2 是錫球樣品分別在 15kV 和 5kV 同一位置的掃描電鏡圖像對(duì)比。對(duì)于 15kV 的圖像，尺度越小的錫球拍攝邊緣更銳利，分辨率更高，但對(duì)于錫球表面的細(xì)節(jié)信息反應(yīng)較差；5kV 圖像錫球表面的污染物信息表征更明顯更真實(shí)，但尺度較小的錫球邊緣較為模糊，分辨率較差，信號(hào)也不如 15kV 充足。

因此，實(shí)際工作中要采集到一張好的電鏡照片，選擇合適的加速電壓是非常重要的一步，通常應(yīng)該依據(jù)試樣的成分和分析目的綜合選擇。

如下是飛納電鏡工程師們的部分心得，大家可以在自己的實(shí)驗(yàn)中試試，如果有更好的建議，歡迎在文章下方反饋給我們進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，非常期待您的反饋。

原子序數(shù)越大的材料，例如金屬試樣一般選擇較高的加速電壓，輕元素組成的試樣一般選擇較低的加速電壓。

加速電壓越高電子束波長(zhǎng)越短，電鏡越能發(fā)揮其高分辨率的特點(diǎn)，比較適合拍攝高放大倍數(shù)的照片。但加速電壓過(guò)大會(huì)缺失表面信息和細(xì)節(jié)，容易造成試樣的損傷。

加速電壓越低，入射電子束與樣品的作用區(qū)范圍越小，電鏡的成像信息更多的來(lái)自表層，圖像的表面細(xì)節(jié)越豐富、越真實(shí)、越細(xì)膩，對(duì)于樣品的損傷也越小。但低電壓僅適合拍攝放大倍數(shù)不高的圖像，信噪比也比較差。飛納電鏡采用高亮度 CeB6 燈絲和肖特基場(chǎng)發(fā)射電子槍?zhuān)梢燥@著提高低電壓成像質(zhì)量

如果你是飛納臺(tái)式掃描電鏡的用戶，可在設(shè)置界面自由選擇 5kV，10kV，15kV的不同加速電壓直接成像（如圖 3 所示），在設(shè)置界面（圖4）可選擇 5kV-15kV（部分型號(hào)如 Phenom XL 的加速電壓高可達(dá)到 20kV）的連續(xù)可調(diào)節(jié)電壓進(jìn)行成像，切換起來(lái)簡(jiǎn)單便捷。

圖3. 設(shè)置界面，加速電壓選擇模式

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圖4，設(shè)置界面，加速電壓連續(xù)可調(diào)
（ProX版本5-15KV，XL版本5-20KV）