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统计涨落系统的标准偏差:n次测量的标准偏差如下http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071922_509514_1609375_3.jpg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。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071923_509515_1609375_3.jpgN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:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071924_509516_1609375_3.jpg 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 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071926_509518_1609375_3.jpg将n代入上式,http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071928_509521_1609375_3.jpg 将实验值ε=0.25 t=100s N=1000 q=1.6×10^-19代入式(3-5)则有http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071929_509522_1609375_3.jpg改写为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071930_509523_1609375_3.jpgC值为灰度级别的倒数。如图像分为10个灰度等级,则C=0.1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408071931_509524_1609375_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408191448_510815_1609375_3.jpg
众所周知,SEM低加速电压条件下由于出射信号深度浅,可获得更多表面细节信息的图像。但钨灯丝扫描电镜随着加速电压值的减小,其分辨率明显降低,同时也可能由于探针束流的减小引起图像信噪比变差。因此,低加速电压图像质量的好坏更贴现了HI-SEM的性能优劣以及操作人水平的高低。下面发一些日立钨灯丝SEM低加速电压条件下的图像,抛砖引玉,欢迎讨论。1、电池粉末样品:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/08/201008302143_239955_1804341_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/08/201008302144_239957_1804341_3.jpg[/img]
束斑大小和分辨率之间有直接的因果关系。诸如冷场或热场发射、提高电子枪的亮度、降低电子枪的能量发散度、大幅提高电子枪的真空度等等都是为减小束斑服务的。钨灯丝由于其曲率半径太大、发射电流又小,可以说电镜研发单位无法使它得到有用的足够小的束斑。冷场电镜比热场电镜的束斑小,更比钨灯丝的小,所以在观察图像时钨灯丝电镜更需要注意spot size的调整。我们用人眼的分辨率0.3mm计算一下SS的调整。1000倍下SS要小于0.3mm÷1000=300nm ,同理10000倍下要小于30nm ,100000倍下要小于3nm 。显示器的分辨率也会影响图像清晰度,有资料表明当有两个以上像素重叠时图像会显得模糊。我们可以在图像采集时设置一个图像分辨率,该设置必须高于由束斑直径确定的二次电子图像分辨率。