Tìm hiểu về độ phân giải trong SEM

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
• Hình ảnh ở 5kV
• 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 • Hình ảnh ở 25kV
có thể đo ở thế gia tốc cao
+ Đối với các vật liệu không
dẫn điện (polyme, gốm)
thường đo ở thế gia tốc
khoảng 10kV


Độ phân giải trong SEM
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

-

Kích thước chùm nhỏ hơn nên góc
hội tụ nhỏ hơn và tăng 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