提高反射电子像

背散射电子（BSES），电子束和样品之间的弹性散射的结果，携带的样品的结构的信息。

质量好的数据使用收集背散射电子DETECTOR（BSD）取决于几个不同的因素，如所使用的BSD，检测器电子器件，并且还样品的构造，形状和导电性。本文将探讨使用相同的BSD到图像相同的样本来探索不同因素影响图像质量。这些包括束强度，成像帧的数量，腔室压力和工作距离。

BSE成像在SEM

电子在靠近样品中原子核的主束中的弹性散射产生BSE。图像质量取决于所使用的BSD、其内部电子器件和样品的导电性。然而，如果特定系统与固定探测器一起使用，还有哪些因素会影响BSE图像质量？

BSE图像质量的比较

到信号噪声比的峰值（PSNR）是比较不同BSE图像的质量的一种有用的方法。

其中nx和ny是像素尺寸，10log10是以dB为单位的转换，和t（X，Y）和R（X，Y）是在测试和基准图像。式将参考图象中的最大像素强度（即，信号），并划分它由测试和参考图像之间的强度差（即，噪声），以提供一个信号：噪声比。

如果在拍摄图像时使用更多的集成帧，则噪声会更低。图1显示了使用1、4、16和32个集成帧捕获的相同区域的图像。使用的集成帧越多，数据质量/PSNR越好：

为PSNR方程的参考图像被设置为32帧图像。结果如下所示。

图1：用不同数量的集成帧，从1到32相同的光束设置所获取的相同区域的BSE图像。

探针电流的影响

BSE图像的质量取决于电子束的电流，在较高电流下拍摄的图像比在较低电流下拍摄的图像更清晰。图2显示了在相同束流电压（10 kV）下拍摄的相同区域的四张图像，但束流强度不同–180 pA、330 pA、0.9 nA和5.7 nA

图2：低，图像，点和图：用相同的光束电压和集成的帧的号码，在不同的束强度获取的相同区域的BSE图像。

PSNR计算的参考图像是使用最高光束强度（5.7 nA）下的图像设置的。结果如下所示。

结果同意与一个更大的束电流提供了一个更好的PSNR更清晰的图像的假设。

工作距离的影响

的工作距离本身对多少BSES被样品光束相互作用而产生没有影响。但是，工作距离（其是样品和BSD之间的距离）不能够被检测BSES影响。

图3说明了这一点，显示了样品靠近检测器（WD1）和远离检测器（WD2）时的差异。对于WD1（α），BSD可以收集BSE的角度（与其视线类似）大于WD2（β）。

图3：不同的几何形状，其中，所述工作距离是变化的，从短的（WD1）到大（WD2）的示意图。与短的工作距离，收集角比大的工作距离大。

工作距离的增加影响了收集角疯牛病探测器如如图4所示。作为α是在最短的工作距离的收集角，角度α和β，所述角度在WD2之间的比率，直线与工作距离的增加。

这意味着进一步远离样品被定位时，背散射电子探测器，该“噪声更大”的图像的较小的收集角，如在图5中示出。

图4：在最短的工作距离α的角度，并在大的工作距离β对于不同样本位置的角度之间的比率。

图5：工作距离对BSE图像中噪声的影响。比例尺为5µm。

如果使用相同的光束设置，但不同的工作距离拍摄的同一区域的不同的图像，也能够确定与增加的工作距离相关联的噪声增加。图6示出了四个不同的图像拍摄在工作距离7.69毫米和10.7毫米的范围内。

图6：在左侧，所述参考图像被取在7.69毫米的工作距离。相同的区域的另一三个图像拍摄在不同的工作距离（8.47毫米，9.48毫米和10.7毫米）相同的光束设置。的视图中的四个显微照片的水平视场是179微米。

PSNR可以通过使用在最小工作距离处拍摄的图像作为功能参考来计算（图7）。正如预测的那样，随着工作距离的增加，PSNR比率会降低（即存在更多的噪声）——工作距离越大，图像的清晰度越低。

图7：根据图6中的图像计算的峰值信噪比。

在压力室的影响

压力室的压力也对一个显著效果BSE图像质量。

在高真空条件下，从样品中发射的更多BSE成功到达探测器，而不会散射室内的气体分子（左图，图8）。

在低真空条件下更多的气体分子存在这意味着更多的BSES是分散的，不到达检测器（右图像，图8）。因为当一切是恒定的这个原因，高真空条件导致比低真空条件下更清晰的图像。

图8：由于高腔室压力（左）和低腔室压力（右）由检测器BSES的收集效果。

在不同的腔室的压力（1帕，10 Pa和60帕）和不同的加速电压（5千伏和10千伏）说明这一点，收集的图像（图9）。所有的图像使用比使用32帧在1Pa压力的参考图像的其它四帧拍摄。

图9：在相同的区域，在相同的工作距离，通过改变5Kv和10kV加速电压下的腔室压力（1Pa、10Pa和60Pa）获取BSE图像。参考图像以与1Pa相同的设置获取，但具有更多的积分帧。这些显微照片中的水平视野为26.9µm。

使用图像计算的PSNR证明，对于在较高压力腔室有更多的噪声（图10）。对于10千伏光束在从1 Pa的压力增加至60帕的PSNR 6％减少，而对于5千伏光束效果更与PSNR 30％降低发音的过程。

图10：PSNR计算在为5kV之间，10kV的入射光束，在图9中示出的不同腔室压力获取的图像。

此信息已经来源，审议通过羿世BV提供的材料改编。欧洲杯足球竞彩

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