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关于电镜分辨率计算问题!

  • gaominghen
    2013/09/29
  • 私聊

扫描电镜(SEM/EDS)

  • 请教各位几个问题:


    1.真空中,不同加速电压下,电子束的波长是多少,比如5、10、15、20KV?


    2.真空中,不同加速电压下,电子束的折射率是多少,比如5、10、15、20KV?


    3.日立s-4800上带有4个光阑分别是多少微米?它们的孔径角是多少?谢谢各位!
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  • fengyonghe

    第1楼2013/09/29

    1,

    2,只在真空中传播不通过其他介质无所谓折射率。折射率说的是某种介质的折射率。

    3,同一个光缆工作距离不同就有不同的孔径角,不同的光阑在不同的工作距离上也可以有相同的孔径角。

    gaominghen(gaominghen) 发表:请教各位几个问题:1.真空中,不同加速电压下,电子束的波长是多少,比如5、10、15、20KV?

    2.真空中,不同加速电压下,电子束的折射率是多少,比如5、10、15、20KV?

    3.日立s-4800上带有4个光阑分别是多少微米?它们的孔径角是多少?谢谢各位!

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  • fengyonghe

    第2楼2013/09/29

    1,



    2,只在真空中传播无所谓折射率,折射率说的是介质的折射率。

    3,同一个光阑不同的工作距离有不同的孔径角,不同的光阑在不同的工作距离上也可以有相同的孔径角。

    gaominghen(gaominghen) 发表:请教各位几个问题:1.真空中,不同加速电压下,电子束的波长是多少,比如5、10、15、20KV?

    2.真空中,不同加速电压下,电子束的折射率是多少,比如5、10、15、20KV?

    3.日立s-4800上带有4个光阑分别是多少微米?它们的孔径角是多少?谢谢各位!

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  • gaominghen

    第3楼2013/09/30

    谢谢,楼上,很明白了!

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  • gaominghen

    第4楼2013/09/30

    那么,是不是在同一个光阑和相同加速电压下,缩短工作距离,分辨率降低?

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  • gaominghen

    第5楼2013/09/30

    还有,上面的公式中的电子折射率是多少啊?不明白?冯老师帮我!

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  • fengyonghe

    第7楼2013/09/30

    上面那个公式是针对光学显微镜的,α大则 r 小,分辨率高。在扫描电镜中最高分辨率理论上等于束斑直径。也不存在折射率。

    gaominghen(gaominghen) 发表:那么,是不是在同一个光阑和相同加速电压下,缩短工作距离,分辨率降低?

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  • gsys

    第8楼2013/10/01

    楼上的观点实在不敢苟同!前面提到的这个公式仅仅是针对光学显微镜的吗?显然不是!扫描电镜的分辨率由四部分共同决定(高斯斑直径、色差最小弥散斑直径、球差最小弥散斑直径以及衍射限制直径),我这里发不了公式!前面提到的这个公式得出的叫diffraction limit diameter。因为光学显微镜用的可见光波长较长,这部分对光学显微镜的影响是巨大的,所以光学显微镜分辨率低。但是对扫描电镜而言,即使是1kV下的电子束波长也远远小于可见光波长,因此即使工作距离变小,透镜半张角略有增大,diffraction limit diameter的略微增加也不影响整个最终分辨率。但是工作距离减小,导致球差系数减小,这会显著降低球差弥散斑最小直径,这部分对扫描电镜分辨率的贡献要大得多,所以工作距离小,分辨率更高。另外真空中折射率n为1。

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  • fengyonghe

    第9楼2013/10/02

    张大同书的第2页—第7页对这些问题讲的比你清楚,前面那个光学公式在扫描电镜中不知在哪个地方用过。看了你的回复后,我又重新看了一遍书,仍没有找到那个公式是如何使用的。你能否明示?

    在扫描电镜中,极限分辨率等于束斑直径,在考虑到各种像差和像散之后,束斑直径与加速电压、束流、物镜张开半角之间的关系如下式:



    更正系数:



    公式中α是孔径半角。这个公式与光镜中分辨率和α的关系式完全不同。

    gsys(v2664607) 发表:楼上的观点实在不敢苟同!前面提到的这个公式仅仅是针对光学显微镜的吗?显然不是!扫描电镜的分辨率由四部分共同决定(高斯斑直径、色差最小弥散斑直径、球差最小弥散斑直径以及衍射限制直径),我这里发不了公式!前面提到的这个公式得出的叫diffraction limit diameter。因为光学显微镜用的可见光波长较长,这部分对光学显微镜的影响是巨大的,所以光学显微镜分辨率低。但是对扫描电镜而言,即使是1kV下的电子束波长也远远小于可见光波长,因此即使工作距离变小,透镜半张角略有增大,diffraction limit diameter的略微增加也不影响整个最终分辨率。但是工作距离减小,导致球差系数减小,这会显著降低球差弥散斑最小直径,这部分对扫描电镜分辨率的贡献要大得多,所以工作距离小,分辨率更高。另外真空中折射率n为1。

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  • gsys

    第10楼2013/10/02

    我不知道怎么发公式,你的这本书中关于最小束斑直径的说法是不完全正确的。第一项应该是球差,少了0.5这个系数;第二项是色差,第三项其实就是你提的这个公式,只是由于角度较小,sin近似等于角度了,1.22应该是0.6,这个1.22怎么来的,我估计是把波长与能量换算时的系数1.22搞在这里了;最后一项应该是高斯斑直径(和亮度以及样品电流还有半张角有关),如果我没理解错的话,B应该是亮度,0.4也是近似值,4除以3.14的平方近似为0.4.

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