場發射中山掃描電鏡FE-SEM成像影響因素非常多
，檢測手段應與時俱進
，該怎樣選擇一款成像優異的FE-SEM（場發射中山掃描電鏡），幾乎是每一個意向購買者需要糾結和權衡的問題。

      隨著工業製造的高度精細化，其帶動了顯微分析技術在納米材料時代的極速發展
，SEM行業乘此東風，對材料極致顯微結構的分辨能力進一步提升，以ZEISS 場發射中山掃描電鏡FE-SEM觀察SBA-15（介孔二氧化矽）為例
，利用低電壓的高分辨觀察手段

，可直接分辨出SBA-15的孔道（圖1）和孔洞（圖2）結構，像這種具有介孔尺寸（2-50nm）且非導電的材料，科研人員通常需要昂貴的TEM進行觀察，但場發射中山掃描電鏡FE-SEM憑借著高分辨性能的進化，正逐漸分流部分「隻有TEM才能觀察和分析」的材料過來。

圖1. SBA-15孔道                        圖2. SBA-15孔洞

　　看到這裏，可能手機前的您會產生一絲疑惑
，既然FE-SEM整個行業的成像能力已經非常牛了，那麼是不是每個廠家的FE-SEM，使用起來都一樣
，至少成像效果沒有什麼區別


？

誠然，場發射中山掃描電鏡FE-SEM行業各廠家目前正麵臨著一個共同問題——同質化

，下麵我們看一個例子：圖3展示了使用ZEISS FE-SEM和其他品牌FE-SEM觀察的石墨烯負載鈷的硫化物，從成像效果來看

，兩者的區別很小，信噪比都比較理想，圖像質量都很高。

　　這兩張圖片的對比
，一定程度上映襯了FE-SEM行業同質化的現況
，即成像效果區別不大，但是，我們需要弄清楚的是，這種同質化是有相應前提的，也就是說，在樣品對FE-SEM成像能力要求不高的時候
，例如材料產生的荷電不嚴重或者沒有荷電、放大倍率不高，各類FE-SEM的成像效果必然會比較接近。

　　而隨著納米材料科研的深入，對相應的納米表征技術提出了更高的要求，材料的觀察尺度越小
，  場發射中山掃描電鏡FE-SEM需要解析的微觀結構信息也就越多
，儀器也就越複雜，所以在此背景下，因製造精度和核心技術的差異，各廠家的FE-SEM成像效果會出現良莠不齊的現象。

 圖4.  Al₂O₃納米球
；30萬倍（相紙）

　　圖4顯示的是對Al₂O₃納米球的顯微成像對比，在觀察尺度縮小到幾十甚至幾納米的時候，ZEISS FE-SEM在絕對的分辨能力展示出了其優勢，而且還保證了極高的圖像信噪比。

那麼究竟是什麼原因導致了這種差別呢

？

　　SEM是shi一yi個ge完wan整zheng且qie複fu雜za的de集ji成cheng係xi統tong
，在zai進jin行xing高gao倍bei率lv成cheng像xiang時shi，任ren何he一yi點dian微wei小xiao的de差cha別bie都dou有you可ke能neng對dui成cheng像xiang造zao成cheng不bu同tong影ying響xiang，例li如ru電dian子zi槍qiang的de浸jin沒mei式shi或huo非fei浸jin沒mei式shi，係xi統tong光guang路lu是shi否fou采cai用yong了le單dan色se器qi（Unicolor mode），物wu鏡jing以yi及ji光guang闌lan種zhong類lei，樣yang品pin台tai精jing度du和he漂piao移yi，低di電dian壓ya成cheng像xiang方fang式shi等deng等deng，廠chang家jia之zhi間jian的de係xi統tong設she計ji理li念nian不bu盡jin一yi致zhi，對dui於yu大da部bu分fen材cai料liao
，在zai成cheng像xiang要yao求qiu不bu是shi特te別bie嚴yan苛ke的de時shi候hou，差cha別bie不bu是shi很hen明ming顯xian
，但dan在zai觀guan察cha和he分fen析xi尺chi度du極ji小xiao的de納na米mi材cai料liao
，或huo者zhe導dao電dian性xing極ji差cha，甚shen至zhi帶dai有you磁ci性xing的de材cai料liao時shi
，廠chang家jia之zhi間jian的de成cheng像xiang差cha距ju就jiu會hui顯xian現xian出chu來lai

，這zhe個ge差cha距ju主zhu要yao體ti現xian在zai——弱信號的檢測效率。

　　低電壓技術的發展
，使得  場發射中山掃描電鏡FE-SEM的de運yun用yong進jin入ru到dao另ling一yi個ge維wei度du，可ke以yi幫bang助zhu我wo們men獲huo得de更geng多duo材cai料liao極ji表biao麵mian的de形xing貌mao信xin息xi，也ye因yin此ci

，廠chang家jia會hui極ji力li宣xuan傳chuan此ci應ying用yong，同tong時shi我wo們men欣xin喜xi的de看kan到dao

，近jin些xie年nian
，越yue來lai越yue多duo的de用yong戶hu開kai始shi從cong低di電dian壓ya的de應ying用yong中zhong，獲huo得de了le之zhi前qian從cong未wei看kan到dao過guo的de現xian象xiang。

　　但我們也需要清楚地意識到，低電壓的運用是有很大挑戰的，首先電子束處於較低的能量

，很容易受到磁場、噪音、zhendongdeganrao，dianziguangxuexitongdesechayehuizengda


，zhefangmiangechangjiahuiyouxiangyingdejiejuefangshi，buzaiguoduozhuishu，qici，dinengliangdianzishusuojifadexinhao，chanexiangduijiaoshao，duoweinenggoufanyingbiaomianjingxijiegouderuoxinhao，erzhezhongqingkuangxia，tancexitongduixinhaodejieshouxiaolvxiandeyouweizhongyao。

圖6. Fe₃O₄粉末材料；20萬倍（右）

　　材料表麵組織形態越精細
，弱信號的檢測靈敏度對FE-SEM的成像影響越大，以圖6的Fe₃O₄磁性粉末為例，20萬倍的情況下還看不出來ZEISS與其他品牌之間有很大的區別，但將圖中微區進一步放大
，很明顯ZEISS FE-SEM在噪點的控製上表現更好。

　　出現這種差別的原因在於，雖然兩者對弱信號的檢測效率不在同一水平，但材料顆粒的尺度太小，即使在20萬wan倍bei下xia，也ye無wu法fa看kan出chu來lai信xin號hao檢jian測ce效xiao率lv的de差cha別bie，而er一yi旦dan將jiang個ge別bie微wei區qu放fang大da，信xin噪zao比bi的de差cha異yi會hui立li刻ke被bei放fang大da，對dui能neng夠gou反fan映ying材cai料liao極ji表biao麵mian精jing細xi組zu織zhi的de弱ruo信xin號hao的de檢jian測ce效xiao率lv不bu高gao，勢shi必bi會hui導dao致zhi圖tu像xiang亮liang度du下xia降jiang
，圖tu像xiang受shou噪zao聲sheng的de幹gan擾rao增zeng大da，影ying響xiang圖tu像xiang的de分fen辨bian率lv，這zhe時shi

，若ruo為wei了le保bao證zheng足zu夠gou的de亮liang度du
，操cao作zuo者zhe需xu要yao人ren為wei調tiao節jie亮liang度du/對比度，將圖像的亮度進行“拔苗助長”，噪聲的影響會進一步增加。

　　  場發射中山掃描電鏡FE-SEM成像的影響因素非常多
，相應的檢測手段也應當與時俱進
，更多關於FE-SEM檢測方麵的知識


，可與中山蔡司顯微鏡廠家聯係
，本文由蔡司小編Pancy整理。