扫描电镜低加速电压及减速模式的应用

对于扫描电镜，较高的加速电压可以获得较好的分辨率，但由于电子束穿透样品较深，样品极表面的细节可能无法显现；低加速电压可以获得更浅表的细节，并且可以有效地减少对样品的损伤和荷电效应，甚至对于不导电的样品可以直接观察，但是牺牲了一些分辨率。二者互有优缺点。

减速模式在电子枪发射时使用较高的加速电压，只是在样品上附加一个反向的电场，使得电子束在即将到达样品的时候减速，使实际到达样品的电压减小至两千伏以下甚至几百伏。即保持了高加速电压的高分辨率，又实现了低加速电压有效地减少对样品的损伤和荷电效应的能力。

扫描电镜观察样品时，使用较高的加速电压(一般10 kV以上)存在一些问题：电子束能量高，穿透样品较深，得到的不是样品真实的表面信息；对于不耐电子束的样品如有机材料损伤较大；对于导电性不好的样品，表面积累电荷造成荷电和样品漂移，严重影响观察。选择低的加速电压（一般1 kV以下），可以有效改善以上问题，高、低加速电压在应用中的区别主要表现在：作用深度和区域不同，电子束与样品的作用深度和范围在高电压下较低电压大。
 

低加速电压可以有效地减少对样品的损伤和荷电效应，对于不导电的样品可以直接观察，比如一些高分子微/纳米球在较高的加速电压下发生坍塌、损坏，而且表面荷电严重，放电现象明显，严重影响***，即使喷涂导电层也存在放电现象，而在低加速电压下能够保持其形态，而且没有明显的荷电现象。

要应用低加速电压观察样品，要求电镜的电子枪有足够的亮度，以获得足够的束流，提高图像分辨率；观察时要减小工作距离，甚至把样品升到物镜下极靴面，使物镜激励增强，焦距变短，像差减小，提高分辨率。

虽然低电压有以上优点，但是低加速电压比高加速电压的分辨率低，如扫描电镜在1kV的分辨率是1.4nm，而15kV分辨率为1nm。应用减速模式(Deceleration Mode)可在保持较高分辨率的同时又保持低电压的优势，即在电子枪发射时使用较高的加速电压，在电子束到达样品之前加一个减速电场以减速电压（Deceleration Voltage），使实际到达样品的电压（Landing Voltage）减小。