Tìm hiểu về độ phân giải trong SEM

Độ phân giải trong SEMKhái niệm • Độ phân giải là thông số tới hạn khống chế sự thực hiện của SEM.. Đối với hầu hết các thiết bị hiện nay, độ phân giải cỡ 3,5 – 5 nm • Để đạt độ phân gi

Tìm hiểu về độ phân giải trong

SEM

• Gv hướng dẫn:Th.s Nguyễn Thị Ngọc Linh

• Sv thực hiện : Nguyễn Thị Nga

Độ phân giải trong SEM

Khái niệm

• Độ phân giải là thông số tới hạn khống chế sự

thực hiện của SEM Thật vậy,độ phân giải là kết quả của sự cân đối giữa hiệu ứng quang sai của thấu kính cuối cùng và hiệu ứng nhiễu xạ Đối với hầu hết các thiết bị hiện nay, độ phân giải cỡ 3,5 – 5 nm

• Để đạt độ phân giải siêu cao trong SEM phải tạo

được đường kính chùm tia X nhỏ nhất và nguồn điện tử có độ rọi lớn nhất kết hợp với khả năng thu điện tử thứ cấp phát xạ với hiệu xuất cao

nhất

Độ phân giải trong SEM

a) Sự ảnh hưởng của đường kính chùm điện tử lên độ

phân giải

• Đường kính chùm điện tử

thay đổi khi ta điều chỉnh

dòng của kính hội tụ khi

đường kính chùm giảm

thì:

+ Độ phân giải gia tăng

+ Quang sai của các

thấu kính giảm

+ Dòng điện tử giảm

Độ phân giải trong SEM

VD về hình ảnh của một vật liệu gốm

• Đường kính chùm điện tử

nhỏ hơn nên hình ảnh

sắc nét hơn Dòng chùm

điện tử nhỏ đưa đến độ

nhiễu xạ thấp và tạo nên

các ảnh rõ ràng

• Đường kính chùm tia điện

tử lớn hơn nên hình ảnh bớt sắc nét hơn, bề mặt

có vẻ phẳng hơn

Độ phân giải trong SEM

b) Ảnh hưởng của thế gia tốc lên độ phân giải

• Thông thường thế gia tốc

càng cao (15-30 kV) thì ảnh

thu được càng có độ phóng

đại lớn và phân giải tốt Tuy

nhiên chọn gia tốc thích hợp

lại tùy thuộc chủ yếu vào

mẫu thí nghiệm

+ Đối với các vật liệu dẫn điện

có thể đo ở thế gia tốc cao

+ Đối với các vật liệu không

dẫn điện (polyme, gốm)

thường đo ở thế gia tốc

• Hình ảnh ở 5kV

• Hình ảnh ở 25kV

Độ phân giải trong SEM

- Kích thước chùm nhỏ hơn nên góc

hội tụ nhỏ hơn và tăng độ sâu trường

c) Ảnh hưởng của kích thước khe vật kính lên độ phân giải và độ sâu trường

• Khi khe vật kính được điều chỉnh giảm

+ Quang sai thấu kính giảm, do đó gia tăng độ phân giải

+ Giảm dòng điện tử

+ Giảm góc hội tụ của chùm, nên gia tăng độ sâu trường

- Kích thước chùm lớn hơn nên góc

hội tụ lớn hơn và giảm độ sâu

trường

Độ phân giải trong SEM

d) Ảnh hưởng của khoảng cách giữa vật kính và mẫu

lên độ phân giải và độ sâu trường

• Quan sát hình bên

+Bên A thể hiện chùm tia

tốt vào mẫu

+Bên B cần hiệu chỉnh WD

(thô)-khoảng cách giữa

vật kính và mẫu để chùm

tia hội tụ tốt hơn

Độ phân giải trong SEM

• Khi tăng WD thì:

- chiều sâu trường tăng

- kích thước điểm hội tụ

của chùm điện tử tăng,

độ phân giải giảm

- gia tăng quang sai

Độ phân giải trong SEM

• Khi gia tăng WD sẽ gia tăng độ sâu trường, giảm độ

phân giải (ảnh của sợi tóc bóng đèn)

•Hình 2: kích

thước khe là

200μm, WD là

10mm

•Hình 3: kích thước khe là 200μm, WD là 38mm

•Hình 3: kích thước khe là 200μm, WD là 38mm

Cảm ơn cô và các bạn đã lắng

nghe