如何進(jìn)行 SEM 圖像的定量測量?
日期:2025-05-29
在掃描電子顯微鏡(SEM)中進(jìn)行圖像的定量測量,關(guān)鍵在于圖像已正確標(biāo)定、設(shè)備設(shè)置精確,以及測量方法規(guī)范。下面是完整的步驟和注意事項(xiàng):
一、前提條件:圖像須已校準(zhǔn)倍率和比例尺
定量測量前,確保:
SEM 已校準(zhǔn)倍率(Magnification Calibration);
圖像上 比例尺(Scale Bar)是準(zhǔn)確的;
不同加速電壓、工作距離、放大倍率下的畸變已最小化。
二、基本測量項(xiàng)目
SEM 圖像中常見的定量測量包括:
線性尺寸:如粒徑、厚度、孔徑、縫隙等;
面積與輪廓:顆粒覆蓋率、孔洞面積;
角度:晶體邊界夾角、微結(jié)構(gòu)方向;
形貌統(tǒng)計(jì):粒徑分布、密度等。
三、常見測量方法
1. 使用 SEM 自帶的軟件
多數(shù)掃描電鏡軟件(如 ZEISS SmartSEM、Hitachi SEM Viewer、TESCAN Essence 等)提供內(nèi)建測量工具:
直接在圖像上點(diǎn)擊兩點(diǎn),系統(tǒng)自動(dòng)按比例尺計(jì)算距離;
可設(shè)置多種單位(如 nm、μm);
支持導(dǎo)出測量結(jié)果和圖像截圖。
注意:確保使用的是已保存 原始像素大小和元數(shù)據(jù) 的圖像。
2. 使用圖像分析軟件
導(dǎo)出圖像后可在外部圖像處理軟件中進(jìn)行分析:
常用軟件:
ImageJ / FIJI:免費(fèi)、開源,功能強(qiáng)大;
Photoshop / GIMP:適合簡單標(biāo)注,但不適合高精度測量;
Igor Pro / Origin:適合科研用戶,處理統(tǒng)計(jì)和圖形表達(dá)。
ImageJ 中的測量流程:
打開圖像;
使用已知比例尺標(biāo)定(Analyze > Set Scale);
選擇測量工具(直線、面積、角度);
測量并記錄值(Analyze > Measure);
可批量統(tǒng)計(jì)多個(gè)顆粒、導(dǎo)出結(jié)果。
四、避免誤差的關(guān)鍵點(diǎn)
樣品須處于聚焦?fàn)顟B(tài),否則圖像拉伸失真;
使用 適當(dāng)?shù)墓ぷ骶嚯x(WD)和加速電壓,避免邊緣效應(yīng);
圖像須未縮放(即以原始分辨率保存);
盡量避免在邊緣區(qū)域測量(因畸變概率更大);
對(duì)非平面樣品,需考慮傾斜角和景深影響;
進(jìn)行定量前建議使用已知尺寸標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行一次驗(yàn)證。
作者:澤攸科技