在掃描電鏡（SEM）中，電子束的強(qiáng)度和焦點控制是確保高質(zhì)量圖像的關(guān)鍵因素。通過準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電子束的強(qiáng)度和焦點，可以優(yōu)化圖像的分辨率、對比度和清晰度。下面詳細(xì)解釋了電子束強(qiáng)度和焦點的控制方法：

1. 電子束強(qiáng)度的控制

電子束強(qiáng)度決定了掃描電鏡圖像的亮度和信號強(qiáng)度。強(qiáng)度過高可能導(dǎo)致圖像過曝或樣品損傷，而強(qiáng)度過低則可能導(dǎo)致圖像噪聲增多或信號過弱。

控制方法：

束流電流（Beam Current）：

束流電流是指電子束通過樣品表面時的電子流量，通常以納安（nA）為單位。在 SEM 中，束流電流的大小直接影響信號的強(qiáng)度。通過調(diào)整束流電流，可以控制圖像的亮度。

增加束流電流：提高束流電流會增加探測到的二次電子和背散射電子數(shù)量，圖像亮度增大，但也可能增加樣品損傷的風(fēng)險，尤其是對于敏感樣品。

減小束流電流：減小束流電流可以降低樣品的熱負(fù)荷和損傷，適用于高分辨率成像，但圖像會相應(yīng)變暗，信號質(zhì)量可能下降。

電子槍（Electron Gun）調(diào)節(jié)：

電子槍的電流也是調(diào)節(jié)電子束強(qiáng)度的重要因素。不同的電子槍類型（如場發(fā)射槍 FESEM 和熱發(fā)射槍）具有不同的束流強(qiáng)度控制方式。

在調(diào)節(jié)電子槍時，可以通過改變槍的工作電壓（例如，通過改變加速電壓）間接控制電子束的強(qiáng)度。

束流調(diào)節(jié)器：

在掃描過程中，電子束通過控制束流調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)來準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電子束強(qiáng)度。現(xiàn)代 SEM 通常配備電子束強(qiáng)度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)需求靈活調(diào)節(jié)。

2. 電子束焦點的控制

焦點控制決定了電子束的聚焦精度，即樣品表面受到電子束照射的區(qū)域大小。精確的焦點可以提高圖像的分辨率，使細(xì)節(jié)更加清晰，避免圖像模糊。

控制方法：

電子槍電流與透鏡調(diào)節(jié)：

電子束從電子槍發(fā)射后，會經(jīng)過一系列的電磁透鏡系統(tǒng)（聚焦透鏡和偏轉(zhuǎn)透鏡），這些透鏡通過調(diào)整電流來控制束流的聚焦。透鏡電流的大小決定了電子束的焦點大小。

聚焦電流調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)聚焦透鏡電流，可以準(zhǔn)確控制電子束的焦點，確保束流在樣品表面聚焦成一個較小的點。焦點過大會導(dǎo)致圖像模糊，焦點過小則可能導(dǎo)致失焦。

Z軸調(diào)節(jié)（樣品位置調(diào)整）：

SEM 中的焦點調(diào)節(jié)不僅僅是透鏡系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，樣品的Z軸位置（即垂直方向）調(diào)整同樣重要。為了獲得清晰的圖像，樣品表面須恰好位于電子束的焦點平面上。

調(diào)整樣品的高度，以確保其表面位于電子束的焦點位置。如果樣品位置偏離焦點，圖像會變得模糊。

對焦模式：

手動對焦：操作員可以通過調(diào)節(jié)對焦電流或樣品的Z軸位置，逐步實現(xiàn)對焦，直至圖像達(dá)到需求清晰度。

自動對焦：一些掃描電鏡配備了自動對焦系統(tǒng)。通過圖像的對比度檢測，自動對焦系統(tǒng)會自動調(diào)整焦距，使圖像盡可能清晰。

加速電壓與焦點控制：

加速電壓（通常在幾千伏到幾十千伏之間）也會影響電子束的聚焦。在較高的加速電壓下，電子束的聚焦效果通常會變差，因為較高的電壓會增加電子束的穿透力，可能使焦點不那么銳利。適當(dāng)?shù)募铀匐妷嚎梢栽谳^小的焦點范圍內(nèi)產(chǎn)生高分辨率圖像。

3. 其他影響電子束強(qiáng)度和焦點的因素

掃描模式：

在掃描模式下，選擇不同的掃描策略（如快速掃描和精細(xì)掃描）也會影響電子束的表現(xiàn)。快速掃描通常會犧牲分辨率以提高掃描速度，而精細(xì)掃描則會加強(qiáng)聚焦和增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié)。

樣品的導(dǎo)電性與表面特性：

非導(dǎo)電樣品可能會由于電子束照射而積累電荷，從而影響電子束的聚焦，導(dǎo)致圖像失真。為避免這種情況，通常需要給樣品涂上一層金屬或進(jìn)行導(dǎo)電處理。

樣品表面的平整度和穩(wěn)定性也會影響聚焦效果，特別是在高分辨率成像時。

以上就是澤攸科技小編分享的掃描電鏡中的電子束如何控制其強(qiáng)度和焦點。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價格請咨詢