電鏡學(xué)堂丨掃描電子顯微鏡的基本原理(三) - 荷電效應(yīng)

第四節(jié)   各種信號與襯度的總結(jié)

前面兩節(jié)詳細的介紹了掃描電鏡中涉及到的各種電子信號、電流信號、電磁波輻射信號和各種襯度的關(guān)系，下面對常見的電子信號和襯度做一個總結(jié)，如圖2-36和表2-4。

圖2-36   SEM中常見的電子信號和襯度關(guān)系

表2-4   SEM中常見的電子信號和襯度關(guān)系

第五節(jié)   荷電效應(yīng)

掃描電鏡中還有一種不希望發(fā)生的現(xiàn)象，如荷電效應(yīng)，它也能形成某些特殊的襯度。不過在進行掃描電鏡的觀察過程中，我們需要盡可能的避免。

§1. 荷電的形成

根據(jù)前面介紹的掃描電鏡原理，電子束源源不斷的轟擊到試樣上，根據(jù)圖2-6，只有原始電子束能量在V1和V2時，二次電子產(chǎn)額δ才為1，即入射電子和二次電子數(shù)量相等，試樣沒有增加也沒減少電子，沒有吸收電流的形成。而只要初始電子束不滿足這個條件，都要形成吸收電流以滿足電荷的平衡， i0= ib+is+ia。

要實現(xiàn)電荷平衡，就需要試樣具備良好的導(dǎo)電性。對于導(dǎo)體而言，觀察沒有什么問題。但是對于不導(dǎo)電或者導(dǎo)電不良、接地不佳的試樣來說，多余的電荷不能導(dǎo)走，在試樣表面會形成積累，產(chǎn)生一個靜電場干擾入射電子束和二次電子的發(fā)射，這就是荷電效應(yīng)。

荷電效應(yīng)會對圖像產(chǎn)生一系列的影響，比如：

① 異常反差：二次電子發(fā)射受到不規(guī)則影響，造成圖像一部分異常亮，一部分變暗；

② 圖像畸變：由于荷電產(chǎn)生的靜電場作用，使得入射電子束被不規(guī)則偏轉(zhuǎn)，結(jié)果造成圖像畸變或者出現(xiàn)階段差；

③ 圖像漂移：由于靜電場的作用使得入射電子束往某個方向偏轉(zhuǎn)而形成圖像漂移；

④ 亮點與亮線：帶點試樣經(jīng)常會發(fā)生不規(guī)則放電，結(jié)果圖像中出現(xiàn)不規(guī)則的亮點與亮線；

⑤ 圖像“很平”沒有立體感：通常是掃描速度較慢，每個像素點駐留時間較長，而引起電荷積累，圖像看起來很平，完全喪失立體感。

如圖2-37都是典型的荷電效應(yīng)。

圖2-37 典型的荷電效應(yīng)