本文為大家介紹掃描電鏡主要參數(shù)：分辨率、放大倍數(shù)、景深。
分辨率(Resolution)
分辨率是掃描電鏡最主要的性能指標，對成像而言，它是指能分辨兩點之間的最小距離;對微區(qū)成分分析而言，它是指能分析的最小區(qū)域。掃描電鏡的分辨率通過測定圖像中兩個顆粒(或區(qū)域)間的最小距離來確定的，測定的方法是在已知放大倍數(shù)的條件下，把在圖像上測到的最小間距除以放大倍數(shù)所得數(shù)值就是分辨率。
掃描電鏡分辨率的高低和檢測信號的種類有關(guān)，下表是掃描電鏡主要信號的成像分辨率。
信號背散射電子二次電子特征X射線吸收電子俄歇電子
分辨率/nm50-2005-10100-1000100-10005-10
由表中數(shù)據(jù)可以看出，二次電子和俄歇電子的分辨率不高，而特征X射線調(diào)制成顯微圖像的分辨率最低。不同信號造成分辨率之間差別的原因可用下圖說明，電子束進入輕元素樣品表面后會造成一個滴狀作用體積。入射電子束在被樣品吸收或散射出樣品之前將在這個體積中活動。
二次電子和俄歇電子因其本身能量較低以及平均自由程很短，只能在樣品的淺層表面內(nèi)逸出，在一般情況下能激發(fā)出俄歇電子的樣品表層厚度約為5-2nm，激發(fā)二次電子的層深為5-10nm范圍。入射電子束進入淺層表面時，尚未向橫向擴展開來，因此，二次電子和俄歇電子只能在一個和入射電子束斑直徑相當(dāng)?shù)膱A柱體內(nèi)被激發(fā)出來，因為束斑直徑就是一個成像檢測單元(像點)的大小，所以這兩種電子的分辨率就相當(dāng)于束斑的直徑。
入射電子束進入樣品較深部位時，向橫向擴展的范圍變大，從這個范圍中激發(fā)出來的背散射電子能量很高，它們可以從樣品的較深部位處彈射出表面，橫向擴展后的作用體積大小就是背散射電子的成像單元，從而使它的分辨率大為降低。
入射電子束還可以在樣品更深的部位激發(fā)出特征X射線來，從圖上X射線的作用體積來看，若用X射線調(diào)制成像，它的分辨率比背散射電子更低。
需要注意的是，電子束射入重元素樣品中時，作用體積不呈現(xiàn)滴狀，而是半球狀。電子束進入表面后立即向橫向擴展，因此在分析重元素時，即使電子束的束斑很細小，也不能達到較高的分辨率。
掃描電鏡的分辨率取決于入射電子束直徑，直徑越小，分辨率越高，但分辨率并不直接等于入射電子束直徑。因為電子束在樣品內(nèi)的有效激發(fā)范圍大大超過入射電子束直徑。此外，掃描電鏡的分辨率除受電子束直徑和調(diào)制信號類型影響外，還受樣品原子序數(shù)、雜散磁場、機械震動等因素的影響。
放大倍數(shù)(Magnification)
當(dāng)入射電子束做光柵掃描時，若電子束在樣品表面掃描的幅度為As，在顯光屏上陰極射線同步掃描的幅度為Ac，則放大倍數(shù)可表示為M=Ac/As。
由于熒光屏的尺寸是不變的，因此，放大倍數(shù)的變化只要通過改變電子束在樣品表面的掃描幅度As來實現(xiàn)。
目前商品化的掃面電鏡的放大倍數(shù)可以從20倍到20萬倍之間連續(xù)調(diào)節(jié)。
景深(Depth of Field)
景深是指透鏡對高低不平的樣品各部位能同時聚焦成像的能力范圍，這個范圍用一段距離表示。
如果景深為Ds，只要樣品表面高低范圍值小于Ds，則在熒光屏上就能清晰地反映出樣品的表面形貌。正是由于掃描電鏡景深大，特別適用于粗糙表面和斷口的分析觀察;圖像富有立體感、真實感、易于識別和解釋。
