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    掃描電鏡減速模式的應用

    發布時間: 2022-07-19  點擊次數: 128次
       利用掃描電鏡觀察樣品表面形貌,對于不耐電子束輻照或導電性不好的樣品,若采用較高的加速電壓(一般10 kV以上),樣品表面會出現電荷積累,產生荷電效應,嚴重影響觀察。選擇低的加速電壓(一般3 kV以下),可以有效地減少對樣品的損傷和荷電效應。
      雖然低加速電壓有以上優點,但是低加速電壓比高加速電壓的分辨率低,如雙束電鏡Helios G4 CX的電子束在1kV的分辨率是1.2 nm,而15kV分辨率為0.8 nm。應用減速模式(Deceleration Mode)可在保持較高分辨率的同時又保持低電壓的優勢,其原理如圖1所示,即在電子槍發射電子束時使用較高的加速電壓(Accelerating Voltage),出極靴后,電子束在樣品臺和極靴之間的減速電場(Stage Bias)的作用下被迫減速,使實際到達樣品的電壓(Landing Voltage)減小。這樣的電子束既保持了高加速電壓的分辨率,又實現了低加速電壓有效減少對樣品的損傷和荷電效應的能力。雙束電鏡Helios G4 CX在減速模式下的Stage Bias的調節范圍為50~4000 V。圖2是應用普通模式和減速模式所拍的聚苯乙烯小球的形貌,可以看出減速模式在消除荷電效應的同時,還提高了分辨率。
      雖然減速模式有上述優點,但是其應用有很多限制條件。由于減速場是加在樣品臺上的,因此樣品不能有大的凹凸起伏,最好是薄的(分散在導電膠帶或液體導電膠或硅片上的粉末樣品),樣品臺邊緣附近減速場不均勻,所以要將樣品放在樣品臺中間,開啟減速場之前,樣品臺不應有傾轉角(Stage Tilt=0o),也不能插入EasyLift納米機械手或GIS-Pt,這些都會導致電場發生畸變,產生不可校正的圖像像差。開了減速場之后,也無法使用離子束成像或加工。
     
     
     
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