校正掃描電鏡 (SEM) 圖像中的失真是獲取高質(zhì)量成像的關鍵步驟，尤其在進行定量分析或高精度測量時尤為重要。SEM 圖像中的失真通常來源于儀器系統(tǒng)、樣品和成像條件。以下是校正常見失真的方法和流程：

1. 識別失真類型

1.1 幾何失真

放大率失真：在 X 或 Y 方向的放大比例不一致，導致圖像比例失真。

非線性失真：掃描場中不同位置的比例和形狀發(fā)生變化（例如枕形或桶形失真）。

1.2 動態(tài)失真

漂移失真：由于樣品或電子束漂移，圖像顯示為拉伸或模糊。

掃描失真：掃描速率波動導致行間錯位。

1.3 電荷積累失真

在導電性較差的樣品上，電荷堆積會改變電子束路徑，導致局部區(qū)域圖像模糊或偏移。

2. 儀器校準

從源頭減少失真：

電子束校準：使用儀器的內(nèi)置校準程序調(diào)整電子束的聚焦和掃描系統(tǒng)。

確保電子光學系統(tǒng)的對準無誤。

放大率校準：使用標準校準樣品（如具有已知周期或間距的金屬網(wǎng)或硅標尺），校正 X 和 Y 放大系數(shù)。

根據(jù)測量結果調(diào)整 SEM 的比例設置。

3. 優(yōu)化掃描參數(shù)

3.1 調(diào)整掃描速度

較慢的掃描速度可減少動態(tài)失真，但可能增加漂移效應。

根據(jù)樣品特性選擇合適的掃描速度，避免過快導致線性失真。

3.2 降低電子束強度

使用較低的束電流，減少對導電性較差樣品的電荷積累。

如果可能，在低加速電壓下成像。

4. 物理方法減少失真

4.1 導電涂層處理

對低導電樣品進行導電涂層（如金、鉑或碳涂層），減少電荷積累引起的圖像失真。

4.2 樣品固定

使用導電膠帶或?qū)щ娿y漆牢固固定樣品，確保接地良好。

4.3 環(huán)境控制

在低濕度和低振動的環(huán)境中操作 SEM，避免環(huán)境因素引起的漂移或圖像失真。

5. 數(shù)字圖像校正

5.1 使用校準樣品進行矯正

拍攝已知幾何結構（如規(guī)則網(wǎng)格）的圖像，然后通過圖像處理軟件對圖像進行幾何校正。

步驟：采集標準網(wǎng)格樣品圖像。

使用圖像處理工具（如 MATLAB、ImageJ 或 Igor Pro）對圖像進行幾何變換。

記錄校正參數(shù)，并將其應用到后續(xù)圖像中。

5.2 圖像變換算法

針對特定失真類型，應用以下算法：

幾何失真校正：使用圖像變換工具（如仿射變換或多項式變換）調(diào)整網(wǎng)格點的位置。

動態(tài)失真校正：使用行間對齊算法修正漂移或行掃描不均的問題。

6. 示例：使用標準網(wǎng)格校正失真

以下示例展示如何利用標準樣品校正幾何失真：

采集圖像：獲取標準網(wǎng)格樣品圖像（如 10 μm 間距的金屬網(wǎng)）。

測量失真：使用圖像處理軟件標記網(wǎng)格點，計算每點的偏移值。

生成校正矩陣：根據(jù)偏移數(shù)據(jù)生成圖像校正矩陣。

應用校正：對失真圖像應用校正矩陣，生成矯正后的圖像。

7. 使用軟件工具自動校正

一些 SEM 軟件或第三方圖像處理軟件提供自動校正功能：

內(nèi)置 SEM 軟件：大多數(shù)現(xiàn)代 SEM 配備自動放大率和幾何校正工具。

第三方軟件：ImageJ/Fiji：提供幾何校正插件（如 “Grid/Collection Stitching”）。

MATLAB：使用自定義腳本實現(xiàn)復雜失真矯正。

Igor Pro：提供靈活的圖像處理工具，可以對二維圖像進行復雜校正。

8. 進階：實時校正

部分 SEM 系統(tǒng)支持實時圖像校正，通過硬件和軟件結合減少失真，例如：

動態(tài)漂移補償：在采集圖像時實時調(diào)整漂移。

線性和非線性掃描補償：根據(jù)掃描系統(tǒng)模型實時調(diào)整掃描路徑。

以上就是澤攸科技小編分享的如何校正掃描電鏡圖像中的失真。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價格請咨詢15756003283(微信同號)。