2.3 扫描电镜的放大倍率
扫描电镜的图像放大倍率是所用显示屏中的实际成像区域边长与电子束在试样上偏转所扫过的同方向距离的长度之比,如图2.3.1所示。它基本上取决于显示器偏转线圈的电流与电镜扫描线圈的驱动电流之比。在实际应用中,一般维持显示器的图像偏转线圈的电流不变,而通过调节电镜扫描线圈的电流就能方便地改变电镜的放大倍率。
图2.3.1 入射束在试样上扫描和与之对应的图像
屏幕上所看到的放大倍率M=D/d,也就是显示屏中的图像在X方向的长度D与电子束在试样上同方向扫过的长度d之比。
扫描电镜放大倍率的变化范围很宽,多数普及型扫描电镜的放大倍率在10倍~20万倍;热场发射电镜的放大倍率在20倍~40万倍;冷热场发射电镜的放大倍率在20倍~60万倍。放大倍率的调节有分挡可调,也有分挡连续可调,这可使操作人员能在低倍率下快速地浏览试样,寻找感兴趣的部位,又可在高倍率下对试样进行仔细观察、分析和采集感兴趣部位的图像。
扫描电镜比起光学显微镜来说,具有相当高的分辨力。目前普及型的钨阴极扫描电镜的最佳分辨力可达3nm。但放大倍率并不是越大越好,而是要根据有效放大倍率和被分析试样的需要来进行选择。若扫描电镜的现有最佳分辨力为3nm,则有效最高放大率约为7万倍;如果某场发射电镜的现有最佳分辨力为0.8nm,则有效放大率为25万倍,电镜验收时拍摄的倍率会略高一些。如果没有考虑电镜的实际分辨能力而盲目地增大放大倍率,这并不会增加所放大的图像上的细节,而只能是虚放大,那样就没有真正的实际放大意义。真正的有效放大倍率是受仪器的分辨力所制约的,而请勿轻信某些电镜广告所标明的最高放大倍率可达××万倍,甚至上百万倍等夸大性的宣传。真正重要的是该仪器的实际分辨力,只有图像的实际分辨力高了,相应的有效放大倍率才能上得去。
分辨力的计算例子:如某钨阴极电镜的现有最佳分辨力只有4nm,而人眼的分辨力为0.2mm则: