扫描电镜的深度信息是如何获取的


发布时间:

2023-11-22

扫描电镜获取深度信息的核心在于测定表面各点的三维空间坐标。主要技术手段有立体角检测法、多视角成像法以及纵向场发射技术等。

扫描电镜获取深度信息的核心在于测定表面各点的三维空间坐标。主要技术手段有立体角检测法、多视角成像法以及纵向场发射技术等。

1.立体角检测法

这是通过改变检测器的几何结构和位置,收集不同立体角范围的电子信息,应用数学模拟和计算方法实现三维重构的技术。

其核心设备是立体定标检测器,它在普通二次电子检测器的基础上增加了多级grids,可以连续改变电子通过检测器的立体角,类似取景的光学镜头。运用复杂的模型定标计算,每一个检测角度所对应的信号都可以对应到样品表面上确定的高度值,再通过软件渲染就可以恢复不同高度的三维信息。这种技术无需调整样品位置就可以获得表面起伏高度数据。它最高可以达到10纳米量级的深度分辨率。

2.多视角成像法

这是应用电镜自身对样品进行多角度倾斜、扫描成像的方法。通过精细控制的多轴电动样品台,可以获得不同倾斜角下的样品表面图像。这些多视角图通过专业的立体表面拟合与重建软件,综合利用光学测量原理,实现全面而连续的三维模型建构,可以直观地展示样品微区的立体结构信息。

这种方法的深度测量精度取决于成像和运动平台的精确度,一般可达到亚微米量级。它需要比较复杂的配套设备,但检测器简单,对电镜系统适应性较好。

3.纵向场发射技术

一些扫描电镜还集成了高亮度的纵向场发射枪,它可以产生极细的电子束,直径小于10纳米,不同于标准横向电子枪布局。这种电子束可以直接反映样品表面起伏的切向变化,不需复杂计算即可获得真实可靠的深度信息。但该技术成像俯角较小,主要应用于纳米尺度的高分辨表征。

综上所述,扫描电镜具备多种成像模式获取样品的三维信息。用户可根据实际需求和条件,选择最优方案进行表面形貌与微结构的立体可视化研究。充分利用这些高端手段,能大大提升研究的深度与广度。

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