扫描电镜分辨率解析

关于分辨率有不同的定义，这取决于您所应用的领域。这篇博客目的是突出和解释液晶屏幕分辨率和显微镜分辨率之间的区别。举个例子，您的屏幕分辨率是全高清、2K、4K 或 8K，这些参数改变的是您电视或智能手机屏幕上亮起的像素数目-我们叫它像素分辨率。这意味着，如果将2K分辨率的视频文件显示在 2K 分辨率屏幕上，则该文件将包含每个像素的信息。每个像素显示不同的信息，他们一起就组成一幅图像。对于显微镜来说，分辨率的定义是观察者仍然能够区分开两个物体的最小间距。

图.1 当点之间分开足够远，可以区分；如果它们太接近，边缘重叠，将无法区分

可以用一个例子说明： 两个球间距 1cm。我们可以清楚地分辨出每个对象的边缘。 我们将这个间距除以 10；那么两个球现在间距 1mm，但我们仍然可以区分它们。接下来，当我们把两个球间距缩小 1000 倍会发生什么？换句话说，当两个球间距 1um。我们仍然能够看到他们之间不是相互接触的吗？答案是否定的。人眼的分辨率在 100um左右，这意味着我们会把这两个球看成一个更大的物体。我们无法将这两个球区分开。这就是显微镜的意义所在。这些仪器允许我们达到更高的分辨率，甚至能够让使用者区分开原子。

图.2 物料的 SEM 图像(左)和螺旋结构 SEM 图像(右)。取决于感兴趣的特征尺寸，需要不同的分辨率

由于其令人难以置信的分辨率，台式扫描电子显微镜（SEM）-尤其是和标准的光学显微镜相比-是分析微观特征强有力的工具。平均分辨率为 10nm，价格和高端的光学设备相似，台式扫描电子显微镜慢慢使产业发生革命性的变化，将生产标准提高到新的小型化水平。重要的是不要忘记，显微镜的分辨率并不是您能看到的最小特征的尺寸。这意味着使用分辨率为 10nm 的设备对样品进行成像和测量，可能在 50-100nm 尺寸范围能提供最好的结果。更小的特征成像会模糊，可能需要一个更精密（更贵）的场发射扫描电镜。SEM 的图像会以使用者自定义的像素数目-分辨率存储为图像文件（例如 JPEG，TIFF）。SEM 用电子束扫描小区域，这意味着表面的一部分将成为最终图像上的一个像素点。像素越多处理时间越长，样品也会受到这样长分析过程的影响。