赵健全 吴金金 卢 照 陈 霞 郜鲜辉 宋武林

(华中科技大学分析测试中心，武汉 430074)

扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)技术开始于20世纪60年代，它的出现使得人类观察微观世界的能力发生了质的飞跃。SEM依靠其高分辨率、良好的景深和简单方便的操作迅速发展成为研究微观世界的有力工具，很多重大发现和研究成果都是通过SEM观察获得[1-3]。近10多年来，随着纳米科技的兴起，对纳米材料超微尺寸和超微结构表面形貌的观察提出了更高的要求。场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscopy, FESEM)的应用为纳米材料的观察提供了新的手段。相比于SEM传统的热发射枪，FESEM的场发射枪大大提高了电镜的分辨率，并使图像的信噪比得到很大的改善。目前，FESEM是国内外研究材料领域显微结构最重要的分析手段之一[4-6]。

在使用FESEM进行样品表征时，影响电镜图像质量的因素较多，包括加速电压、工作距离、探测器的选择等等[7-13]。因此，要得到理想的FESEM图像，必须对影响其图像质量的关键因素进行研究探讨。其中，加速电压对FESEM图像质量的影响最为关键，包括对图像的分辨率、图像畸变、样品表面荷电现象、表面信息量、样品的损伤和背散射信号量等方面的影响。普通模式下，高加速电压时，入射电子能量较高，能量分布范围较窄，图像的分辨率较高；电子束能量高，作用样品深度较深，有利于忽略样品表面有机污染物信号和样品内部相组成的观察。但是，高加速电压却对不耐电子束的样品如有机薄膜、聚合物等材料易造成图像畸变或样品损伤，对于导电性不好的样品，表面累积电荷造成荷电现象和样品漂移，都严重影响了样品表征。……