树皮中荷电效应检测方案(扫描电镜)

PHENOMSCIENTIFIC复 纳 科 技 数学为什么重要?用公式为您解释扫描电镜低电压观察不导电样品的优势 发布者：飞纳电镜 什么是荷电效应? 扫描电子显微镜主要用于样品表面微观形貌观察，但在观察样品过程中经常由于荷电效应使得图像异常变亮、畸变，甚至出现图像模糊的情况，严重影响成像质量。 图1固体绝缘材料的电子发射特性曲线。横坐标为入射电子能量，纵坐标为试样的电子产率。荷电现象可以用基尔霍夫电流定律表示，即在任一瞬时流向某一结点的电流之和等于由节点流出的电流之和。可用以下公式表达： 其中lp是入射电子的电流，8lb 是背散射电子和二次电子的电流之和 ，lsc 是样品接地电流，Q为时间t内的放电电荷。 图1绝缘体次级发射曲线 对于绝缘材料或者导电性不好的材料，接地电流 lsc 几乎为零，若要样品不放电(dQ/dt等于0)，则8必须等于1，即入射电子的电流等于背散射于二次电子的电流之和。 从图1中可知只有加速电压为E1或者E2时，才能达到电荷平衡。当8<1时，样品表面产生的背散射与二次电子总额少于入射电子数，样品表面呈负电位，在负电场的作用下电子被加速，更多的电子被探测器收集到，因此图像会变得很亮。多数绝缘材料的E2点在1.5KV-3KV之间，个别可以达达 5KV。 降低荷电效应方案 1.选择低加速电压 低加速电压下，入射电子数与背散射、二次电子产额之和达到平衡，能够很好的改善样品放电现象。 陶瓷(5KV) 2.表面镀膜处理 在样品表面镀上一层导电膜不仅能够改善样品的导电性，而且能够提高样品信号量。图2是纸张的扫描电镜照片，图2(a)是没有镀膜的样品照片，图2(b)是镀膜后的样品照片。从图中可以明显看出两者的差别。镀膜也有其缺点，镀膜会在样品表面覆盖一层薄膜，掩盖样品表面真实形貌。 JUN 10 202010SOTMUI 图2 (a) 图2(b) 3.采用低真空模式 图3是使用飞纳台式扫描电镜( Phenom XL)拍摄的梧桐树皮照片，图3(a)是在高真空模式( HIGH )下拍摄的图片，树皮表面放电现象明显，局部区域发亮采用低真空模式(LOW)拍摄，可以发现样品表面放电现象消失。 11010k UN 10 2020 11 图3 (a) 图3(b) 什么是荷电效应？扫描电子显微镜主要用于样品表面微观形貌观察，但在观察样品过程中经常由于荷电效应使得图像异常变亮、畸变，甚至出现图像模糊的情况，严重影响成像质量。图1固体绝缘材料的电子发射特性曲线。横坐标为入射电子能量，纵坐标为试样的电子产率。荷电现象可以用基尔霍夫电流定律表示，即在任一瞬时流向某一结点的电流之和等于由节点流出的电流之和。可用以下公式表达：其中 Ip 是入射电子的电流，δIb 是背散射电子和二次电子的电流之和，Isc 是样品接地电流，Q 为时间 t 内的放电电荷。