[科普中国]-加速电压

介绍

加速电压是扫描电镜技术领域的一个重要术语。加速电压的范围为0.2~30KV，一般高压指用20KV，低压指小于10KV 。

加速电压的选用，取决于样品的质量(包括导电性)、图像质量的要求和倍率等情况。当样品导电性好时，可选用高加速电压，这时电子束能量大，激发的二次电子、背散射电子数量就多，有利于改善图像的分辨率、信噪比和反差，对高倍观察有利。但加速电压过高会产生不利因素，我们一般选择20kV的加速电压。当样品导电性差时，又不便喷碳、喷金，还要尽可能将样品原来的面貌保存下来，取得高质量的扫描照片。而这类样品容易产生充、放电效应，样品充电区的微小电位差会造成电子束散开，使束斑扩大，从而损害分辨率。邻近点的负电场又会使二次电子的轨迹产生偏离，从而降低清晰度。同时，表面负电场对入射电子产生排斥作用，改变了电子的入射角，从而使图像不稳定，产生移动、错位，甚至使表面细节根本无法呈现，加速电压越高这种现象越严重，此时选用低加速电压(35的元素的样品：仍选20kV， 利用L或M线进行分析。

选择Eo时必须考虑空间分辨率。在保证合理的激发特征谱线时，Eo应该选用较小的值。空间分辨率与过压比有关，过高的加速电压使电子束在样品内穿透较深，横向扩散较大，使空间分辨率明显变差，同时出射的X射线在样品中吸收衰减程度也会增加。1

加速电压的影响FESEM的加速电压一般在几百V到几十千V之间选择。加速电压的高低决定了入射电子能量的高低，从而影响了入射电子扩展范围。低加速电压时，入射电子能量较低，其与样品的作用深度较浅，不仅可以提高空间分辨率，也可以减少对样品的损伤; 其次，低加速电压时二次电子的发射系数上升，背散射的发射系数降低，二次电子来自于入射区附近最表层，更能反映样品最表层的微观形貌，有利于样品表层相组成的观察； 此外，低加速电压可以有效地减少荷电现象，更易观测不导电样品。高加速电压时，入射电子能量较高，且能量分布范围较窄，因此高加速电压时，图像分辨率较；其次，高加速电压时，电子束作用深度较深，相对于其激发的信号来源深度较深，在使用二次电子探测器检测时，有利于忽略样品表面有机污染物信号，在使用背散射探测器检测时，有利于样品内部相组成的观察。

低加速电压下，入射电子能量较低，空间分辨率提高，可以增强样品表面信息量、减少荷电现象、减少对样品的损伤; 高加速电压下，入射电子能量较高，图像分辨率较高，且有利于忽略样品表面有机污染物信息，有利于显示样品成分信息。2