扫描电镜的分辨率

关于扫描电镜的分辨率是判断扫描电镜的主要指标。通常情况下，人眼能够分辨的两点之间的最小距离约为50μm。扫描电镜能将样品表面细节放大，其分辨率是指扫描电镜图像中能肉眼分辨出的两点之间的最小距离。

显微镜（包括扫描电镜、透射电镜和光学显微镜）的分辨率d理论上可以用贝克公式表述为：

d=0.61λ/nsinα

式中，λ为电子束的波长：a为透镜孔径半张角；n为透镜和样品之间介质的折射率（在扫描电镜的真空环境下可认为是1）。

加速电压越高，电子束的波长也就越短，扫描电镜理论分辨率也相应更优。根据式(1.1)可知，加速电压30kV、透镜孔径半张角l0mrad时，扫描电镜的理论分辨率小0.009nm。目前最好的扫描电镜实际可达到的分辨率为0.7nm(30kV，二次电子像)，0.4nm(30kV，扫描透射像)，0.9nm(1kV，二次电子像)。

图1.2给出了几种不同类型扫描电镜对碳衬底上金颗粒（所谓分辨率测量标准样品)进行形貌观察得到的二次电子像。一般来说，如果二次电子像分辨率为1nm，即应在照片上用肉眼清晰辨别间距为1nm的两点，则需要至少放大0.1mm/10-m，即至少要放大10万倍。考虑到可能造成的误差等因素，目前主流的扫描电镜制造商若要提供其电镜具有1nm分辨率的证据，则需要提供15万～25万倍清晰的图像；如其扫描电镜分辨率为0.8m，则其应提供25万～30万倍清晰的图像。由图1.2可知，只要其标称分辨率为1nm(30kV)的扫描电镜，均能对分辨率标准样品得到20万倍以上清晰的图像，图像质量无明显区别。