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扫描电镜(SEM/EDS)
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图像衬度与束流的关系
fengyonghe
2014/08/07
私聊
扫描电镜(SEM/EDS)
统计涨落系统的标准偏差:
n
次测量的标准偏差如下
这两个计算公式,左边适用于无穷多次测量,右边的适用于有限次测量。测量数据是离散型数据。对于一个统计涨落系统,不存在
n
,也不存在
Xi
。能谱单次测量的计数
N
就是统计涨落系统,只能用如下公式计算。
N
为计数量
在扫描电镜中,束流与衬度之间的关系也是用统计涨落加以解决的。
对试样进行高倍率观察时,为了减小束斑直径,需增大会聚镜缩小倍数,减小电子束电流。因电子束合轴不好时,也难以获得较大的电子束电流。入射电子束电流过小时,由试样发出的二次电子量小,在显像管上图像
S/N
显著下降。此时,像元之间存在的反映相应物元的二次电子信号之间的衬度难于分辨。
在检测的二次电子信号中包含的噪音有:杂散电子、检测器、光导管和放大器噪音等等。如图
3-29
所示,对于信号
n
的
统计涨落噪音
△
n=
√
n
。实验指出,能够识别▏
n1-n2
▕的条件(即在显像管上有人眼能够分辨的衬度),至少为▏
n1-n2
▏
=5
△
n
。在显像管上与一个像元相应的被检出的二次电子信号
n
满足下式:
式中
N
——扫描行列数(一帧)
q
——电荷电量
t
——扫描时间(一帧)
i
——入射电子束电流
ε——常数(二次电子检出率,检出电子量
/
入射电子量)
至此可以求出可分辨的衬度(
C
),即信号最小变化率
C
将
n
代入上式,
将实验值ε=0.25 t=100s N=1000 q=1.6×10^-19代入式(3-5)则有
改写为
C
值为灰度级别的倒数。如图像分为
10
个灰度等级,则
C=0.1
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fengyonghe
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增加一张图3-29
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