在掃描電鏡（SEM）中，電子束的強度和焦點控制是確保高質量圖像的關鍵因素。通過準確調節電子束的強度和焦點，可以優化圖像的分辨率、對比度和清晰度。下面詳細解釋了電子束強度和焦點的控制方法：

1. 電子束強度的控制

電子束強度決定了掃描電鏡圖像的亮度和信號強度。強度過高可能導致圖像過曝或樣品損傷，而強度過低則可能導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度。通過調整束流電流，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量，圖像亮度增大，但也可能增加樣品損傷的風險，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荷和損傷，適用于高分辨率成像，但圖像會相應變暗，信號質量可能下降。

電子槍（Electron Gun）調節：

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

在調節電子槍時，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度。

束流調節器：

在掃描過程中，電子束通過控制束流調節器的工作狀態來準確調節電子束強度。現代 SEM 通常配備電子束強度調節系統，可以根據需求靈活調節。

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域大小。精確的焦點可以提高圖像的分辨率，使細節更加清晰，避免圖像模糊。

控制方法：

電子槍電流與透鏡調節：

電子束從電子槍發射后，會經過一系列的電磁透鏡系統（聚焦透鏡和偏轉透鏡），這些透鏡通過調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。

聚焦電流調節：通過調節聚焦透鏡電流，可以準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。焦點過大會導致圖像模糊，焦點過小則可能導致失焦。

Z軸調節（樣品位置調整）：

SEM 中的焦點調節不僅僅是透鏡系統的調節，樣品的Z軸位置（即垂直方向）調整同樣重要。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：操作員可以通過調節對焦電流或樣品的Z軸位置，逐步實現對焦，直至圖像達到需求清晰度。

自動對焦：一些掃描電鏡配備了自動對焦系統。通過圖像的對比度檢測，自動對焦系統會自動調整焦距，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。適當的加速電壓可以在較小的焦點范圍內產生高分辨率圖像。

3. 其他影響電子束強度和焦點的因素

掃描模式：

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

樣品的導電性與表面特性：

非導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行導電處理。

樣品表面的平整度和穩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度和焦點。更多掃描電鏡產品及價格請咨詢