使用掃描電子顯微鏡（SEM）測量樣品的形貌和尺寸是其常見的應(yīng)用之一。SEM 通過電子束掃描樣品表面，產(chǎn)生高分辨率的圖像，可以用于觀察微觀結(jié)構(gòu)、測量樣品的形貌和尺寸。以下是使用 SEM 進(jìn)行形貌和尺寸測量的步驟和注意事項：

一、SEM 形貌測量的基本步驟

樣品準(zhǔn)備

導(dǎo)電性：非導(dǎo)電樣品通常需要進(jìn)行鍍膜處理，使用金、鉑等導(dǎo)電材料沉積一層薄膜，以避免電子積累（charging effect）干擾成像。

固定樣品：樣品需要牢固地固定在樣品臺上，以避免在真空環(huán)境中移動。使用導(dǎo)電膠或樣品夾來固定樣品。

干燥處理：樣品須干燥，特別是生物樣品或其他含水樣品，避免在真空環(huán)境中發(fā)生水汽化。

儀器設(shè)置

電子束電壓：根據(jù)樣品的材料和厚度選擇合適的加速電壓（通常在1kV到30kV之間）。較低的電壓適合輕元素和表面敏感的樣品，而較高的電壓適合觀察更深的結(jié)構(gòu)。

工作距離（WD）：工作距離會影響成像分辨率和視場深度。較短的工作距離有助于提高分辨率，而較長的工作距離有利于獲取更深的景深。

束流強度：束流強度決定了電子束的電流大小，影響成像的信噪比。較高的束流有助于增強圖像信號，但可能導(dǎo)致樣品損傷，尤其是對敏感樣品。

掃描樣品表面

通過 SEM 的電子束逐行掃描樣品表面，生成形貌圖像。圖像的對比度由二次電子（SE）或背散射電子（BSE）信號決定：二次電子成像（SEI）：用于觀察樣品表面的細(xì)節(jié)和微觀結(jié)構(gòu)。SE 信號主要來自樣品表面，具有高分辨率，非常適合形貌觀察。

背散射電子成像（BSEI）：用于觀察樣品的相對密度變化。BSE 信號來自樣品內(nèi)部，提供樣品成分信息，尤其是不同元素分布的對比。

形貌分析

圖像獲取：觀察樣品表面形態(tài)后，保存高分辨率的圖像以供后續(xù)分析。你可以通過調(diào)節(jié) SEM 的焦距、倍率、視角來獲取不同的圖像。

形貌特征：利用 SEM，可以清楚地觀察到樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)特征，如顆粒、孔隙、裂紋等。你可以通過對比不同區(qū)域的圖像來分析樣品的形貌差異。

二、SEM 尺寸測量的基本步驟

圖像校準(zhǔn)

放大倍數(shù)校準(zhǔn)：SEM 的圖像通常會帶有放大倍數(shù)標(biāo)記，顯示圖像對應(yīng)的實際尺寸。確保 SEM 的放大倍數(shù)正確，以便獲得準(zhǔn)確的尺寸測量結(jié)果。

比例尺：圖像通常會自動顯示一個比例尺，顯示放大倍數(shù)下每一單位長度的實際尺寸（例如，10μm）。比例尺是測量尺寸時的重要依據(jù)。

手動測量尺寸

測量工具：使用 SEM 軟件中的測量工具，可以手動在圖像上選擇兩個點之間的距離來測量尺寸。常見的測量方式包括：線性距離測量：用于測量兩個特征點之間的直線距離。

半徑或直徑測量：用于測量圓形顆粒、孔隙或其他圓形結(jié)構(gòu)的直徑。

區(qū)域測量：一些 SEM 軟件允許測量特定區(qū)域的面積。

使用標(biāo)記功能：許多 SEM 軟件提供標(biāo)記功能，可以在圖像上標(biāo)注測量的結(jié)果，例如長寬比、顆粒尺寸等。

自動化尺寸分析（如果支持）

一些 SEM 配備了自動化分析軟件，可以對圖像中的特征（如顆粒、纖維、孔隙）進(jìn)行自動識別和尺寸統(tǒng)計。該功能特別適用于大規(guī)模樣品分析，如顆粒分布統(tǒng)計等。

自動邊界檢測：自動化工具可以識別圖像中的邊緣或特定形態(tài)特征，然后進(jìn)行尺寸統(tǒng)計。這種方法可以提高測量效率，但可能需要手動調(diào)整參數(shù)以確保邊界檢測的準(zhǔn)確性。

三、提高測量精度的注意事項

高分辨率成像

高分辨率模式：使用 SEM 的高分辨率模式，以確保觀察和測量到納米級的細(xì)節(jié)。

多次成像：對于復(fù)雜樣品或不規(guī)則結(jié)構(gòu)，建議從不同角度或不同放大倍率下進(jìn)行多次成像，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

樣品角度調(diào)整

傾斜樣品：可以通過傾斜樣品臺（通常在0°到70°之間），獲得樣品的立體形貌，從而更準(zhǔn)確地分析三維結(jié)構(gòu)。對于復(fù)雜表面的尺寸測量，傾斜成像可以提供更多的信息。

樣品旋轉(zhuǎn)：使用樣品旋轉(zhuǎn)功能可以從不同角度觀察樣品，以便更好地理解其形貌和進(jìn)行尺寸測量。

避免樣品損傷

長時間高電流掃描可能會導(dǎo)致樣品損傷（如熱效應(yīng)、輻射損傷），影響測量精度。對于敏感樣品，降低束流強度和縮短曝光時間是有效的保護(hù)措施。

以上就是澤攸科技小編分享的如何使用掃描電鏡SEM測量樣品的形貌和尺寸。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價格請咨詢