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(jié)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(jié)構(gòu)（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(jié)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)。