掃描電鏡的空間分辨率如何測定？
日期：2025-03-21
掃描電鏡（SEM）的空間分辨率通常通過以下幾種方法進行測定：
1. 使用標準分辨率測試樣品
(1) 金顆粒標準樣品（Gold on Carbon）
常用的金顆粒（Au on C）樣品，由納米級金顆粒隨機分布在碳基底上，具有明確的邊界，可用于分辨率測試。
方法：調整電子束聚焦，觀察最小可分辨的金顆粒尺寸，并記錄相應的加速電壓、探測模式等參數。
(2) 線對分辨率樣品（Resolution Test Chart）
USAF 1951測試圖或SiO?線柵，包含不同間距的圖案，用于測定SEM的分辨能力。
方法：調整焦距和束流，找到可以清晰分辨的最小線對，并計算相應的空間分辨率。
2. 觀察邊界清晰度
選取具有銳利邊界的樣品（如金屬納米顆粒、硅刻蝕結構）。
在高倍率下，觀察邊界的銳度，利用**邊界擴展測量（Edge Spread Function, ESF）**計算分辨率。
3. 計算半峰全寬（FWHM）
對圖像中的細小結構（如納米顆粒、臺階）做灰度分析，得到邊緣強度變化曲線。
計算曲線的半峰全寬（Full Width at Half Maximum, FWHM），可近似反映SEM的分辨率。
4. 通過點擴散函數（PSF）測定
電子束的擴散會影響分辨率，可以通過測量點擴散函數（Point Spread Function, PSF）來評估。
方法：使用孤立納米顆粒，測量電子束作用下的信號擴散范圍，分析其影響區域。
5. 影響因素
電子束能量（加速電壓）：高電壓（>15 kV）適用于深部成像，但易導致電子散射，降低分辨率；低電壓（<5 kV）適合表面高分辨成像。
工作距離（WD）：較短工作距離可提高分辨率，但可能降低景深。
物鏡孔徑（Aperture）：小孔徑可減少散焦，提高分辨率。
探測器模式：二次電子（SE）探測適合表面高分辨成像，背散射電子（BSE）探測適用于成分對比。
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作者：澤攸科技