成像质量的影响因素是什么？

成像质量的影响因素

影响扫描电镜成像质量的因素有很多，除了设备老化、设备能力不足等外在原因产生的局限性以外，最主要的因素就是看样参数的设置。常见的有加速电压、工作距离、入射电流等等，合适的参数设置能让我们获得更高质量的图像。

（1）加速电压

加速电压的高低决定了入射电子的能量的高低，从而影响入射电子的扩展范围。一般来说，随着加速电压的升高，二次电子图像的分辨率会提高，但是入射电子能量越高，其与样品的作用深度越深，样品表面的细节会被掩盖。有利于排除表面有机污染信号的干扰，在背散射模式时有利于试样内部相组成的观察。而低加速电压时，因入射电子能量较低，对样品的损伤较小。同时低加速电压下二次电子来自于入射区的最表层，更能反映试样表层的微观形貌。

我们需要根据样品的种类、所要得到的信息等，适当地选择加速电压。图10是化学沉锡表面处理的样品在不同加速电压下的成像差异。

由上图我们可以观察到，5kV下能观察到样品表面的污染物，而10kV下样品的表面形貌则更为明显。当样品的导电性和热稳定性较差时，需要选择较低的加速电压，甚至是超低的加速电压来观测样品的表面信息；当需要得到分辨率高的图像，或是样品内部的相组成信息时，则需要选择较高的加速电压。

（2）工作距离

工作距离（WD）指物镜与焦点面之间的距离，这也是影响图像质量的因素之一，根据阿贝公式：

因场发射扫描电镜工作时处于高真空条件下，介质折射系数n可视为常数；电子束波长λ在相同的加速电压下不变；当工作距离WD减小后，样品表面与物镜之间的距离越短，入射角α增加，d值将减小，即分辨能力提高。因此，缩短工作距离在一定程度上可提高图像的分辨率。景深是指焦点前后的一个距离范围，该范围内所有物体所组成的图像符合分辨率要求便可以成清晰的图像，即景深是可以被看清的距离范围。但是工作距离较低时图像的景深就会变小。

压延铜箔的毛面在相同加速电压下不同工作距离的图像：

由上图我们可以观察到，工作距离在4mm时同一聚焦平面上的形貌细节要更为清晰，但是所能看清楚的范围远远不如工作距离为15mm时。工作距离越短，图像分辨率越高，但景深越小，因此，我们需根据实际需要灵活地选择工作距离。