【SEM分析干货】14小段让你用1分40秒，巧妙地学会如何选择加速电压

众所周知，在进行扫描电镜分析时，加速电压对电镜图像质量具有重要影响，包括对图像的分辨率、图像畸变、样品损伤等各个方面的影响。

那加速电压到底是什么呢？其又是如何影响成像质量的呢？今天小编就带着大家一起认识一下SEM分析时的一个重要影响元素——加速电压吧。

定义与作用

定义：加载在阴极、阳极或阴极、第二阳极上的电压。

作用：给电子束提供能量，加速电子束，加速电压越大，电子束能量越大。

对SEM分析结果的影响

对SEM分析结果的影响：作为今天关注的重点，这个部分需要详细探讨。

在我们日常肉眼观察事物的过程中，影响观察结果的因素多种多样，如外界光源条件、个人视力情况、观察目标的大小、颜色对比等，在进行扫描电镜分析时同样如此。

进行SEM分析时，成像结果影响因素主要有电子光学系统、样品表面信号、显示器性能等。其中电子光学系统类似于我们肉眼观察时的光源条件，样品的信号就相当于我们肉眼观察事物时目标的大小、颜色对比等，而显示器性能就相当于我们大脑接受信号成像的能力。

由于加速电压影响到的是电子束，而电子束对电子光学系统以及试样信号的激发具有重要影响，所以我们要探讨加速电压对SEM分析结果的影响就应该分别从其对电子光学系统和样品信号两方面着手分析。

（1）对电子光学系统而言，加速电压越大，入射电子能量越高，电子飞行速度越高，从而影响了电子动量的轴向分量从而改变电子束的角度，能量分布范围窄，是的电子束的亮度提高，而电子束的亮度正影响于图像的分辨率。

因此，从电子光学息系统来看的，加速电压高可以获得高分辨能力，通俗点就是加速电压越高，你的图片越清晰，如图1所示。但是看到的是否是你想要的东西，这个就需要探讨加速电压对样品信号的影响。

图1  加速电压对图像分辨率的影响

（2）加速电压对样品信号的影响。加速电压越大，电子进入样品越深，作用区域越大，一般而言，激发出的样品内部信号量占比增加，因此如果你需要分析样品内部相组成，那么此时高的加速电压更有利，同时也可以更好地削弱表面有机污染物的干扰。

但是如果你的样品不耐电子束，如有机薄膜、聚合物等，高的加速电压易造成图像畸变或样品损伤；同时若样品导电性不好，加速电压高时易在样品表面累积电荷从而造成荷电现象，造成样品漂移，从而影响样品表征；而加速电压较低时，与样品的作用深度较浅，激发出的样品表面信号量占比增加，因此有利于样品表层相的观察，如图2所示。

此外，低加速电压时，电子束能量低，因此图像畸变和样品的损伤小，同时荷电现象减少，因此在表征导电性差的试样方面有一定优势。

图2  加速电压对图像表面形貌分析的影响

因此，加速电压的高低对于SEM分析结果的影响是多方面的，需要综合考虑样品自身的特性（导电性、原子序数大小等）以及表征需求（分析材料内部还是表面）来进行选择，各位同学一定要将加速电压的影响了然于胸，尽可能地减少试样畸变或损伤，同时又有较高的分辨率。

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