在掃描電子顯微鏡（SEM）中進(jìn)行高分辨率的斷層掃描（通常稱為Serial Block-Face Imaging或FIB-SEM斷層掃描）是獲取樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。通過逐層去除樣品材料并對(duì)暴露的表面進(jìn)行成像，可以生成樣品的三維結(jié)構(gòu)。以下是如何在SEM中進(jìn)行高分辨率斷層掃描的詳細(xì)步驟：

1. 樣品準(zhǔn)備

樣品固定: 將樣品固定在SEM樣品臺(tái)上，確保在整個(gè)斷層掃描過程中樣品位置保持穩(wěn)定。

樣品鑲嵌和包埋: 對(duì)于某些生物或軟材料樣品，通常需要先進(jìn)行固定和包埋處理，以增強(qiáng)樣品的機(jī)械強(qiáng)度和對(duì)電子束的耐受性。

導(dǎo)電性處理: 非導(dǎo)電性樣品應(yīng)進(jìn)行金屬噴鍍（如金或鉑），或使用導(dǎo)電樹脂包埋，以防止充電效應(yīng)。

2. 斷層掃描技術(shù)選擇

斷層掃描在SEM中有兩種常見方法：

A. Serial Block-Face Imaging (SBF-SEM)

原理: 使用一個(gè)超薄切片器（通常是一個(gè)鉆石刀）在樣品表面進(jìn)行逐層切片，然后在每次切片后對(duì)暴露的表面進(jìn)行成像。

適用性: 適用于軟材料或生物樣品，可以生成高分辨率的三維圖像。

B. Focused Ion Beam (FIB-SEM)

原理: 使用聚焦離子束（FIB）逐層去除樣品的表面材料，每去除一層后，用SEM成像。FIB通常由加速的鎵離子束實(shí)現(xiàn)，具有很高的材料去除精度。

適用性: 適用于硬質(zhì)材料和精細(xì)結(jié)構(gòu)的三維重建，能夠提供非常高的分辨率。

3. 成像參數(shù)設(shè)置

加速電壓: 使用適合材料的加速電壓。對(duì)于硬材料，通常使用高加速電壓（如10-30 kV），對(duì)于生物材料，可能使用較低的電壓（如1-5 kV）。

電子束電流: 選擇合適的探針電流，確保每一層的表面成像具有足夠的信噪比，同時(shí)避免損傷樣品表面。

工作距離: 調(diào)整工作距離以優(yōu)化分辨率，同時(shí)確保電子束能夠準(zhǔn)確聚焦在樣品表面。

4. 逐層成像

層厚控制: 使用切片器或FIB逐層去除樣品材料，每次去除的層厚度應(yīng)盡量小，以提高斷層掃描的分辨率。層厚度通常控制在納米級(jí)。

圖像采集: 每去除一層后，立即對(duì)暴露的表面進(jìn)行成像。確保成像參數(shù)保持一致，以獲得連貫的三維圖像序列。

5. 圖像處理和三維重建

圖像對(duì)齊: 將每一層的圖像進(jìn)行對(duì)齊，以確保三維重建過程中圖像的準(zhǔn)確性。圖像對(duì)齊可以通過自動(dòng)對(duì)齊算法或手動(dòng)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。

圖像去噪: 對(duì)采集的圖像序列進(jìn)行去噪處理，消除可能的成像偽影或噪聲，提高圖像質(zhì)量。

三維重建: 使用三維圖像處理軟件（如Amira、Avizo等）將對(duì)齊后的圖像序列進(jìn)行三維重建，生成樣品的三維模型。

分析和可視化: 對(duì)重建的三維模型進(jìn)行分析和可視化處理，測量內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸和形態(tài)，提取感興趣的特征。

6. 數(shù)據(jù)分析

斷層分析: 對(duì)重建的三維圖像進(jìn)行斷層分析，可以研究樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、形態(tài)學(xué)特征和材料分布。

定量分析: 通過測量和統(tǒng)計(jì)分析，可以量化樣品的三維結(jié)構(gòu)信息，例如孔隙率、顆粒尺寸分布、纖維取向等。

注意事項(xiàng)

樣品選擇: 樣品的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性對(duì)斷層掃描的效果有顯著影響。硬質(zhì)材料或?qū)щ娦粤己玫臉悠吠ǔＤ塬@得更好的成像效果。

儀器維護(hù): 確保SEM和FIB設(shè)備處于良好狀態(tài)，尤其是在長時(shí)間的斷層掃描過程中，穩(wěn)定的設(shè)備性能至關(guān)重要。

層厚控制: 準(zhǔn)確控制每次去除的層厚度對(duì)于高分辨率斷層掃描至關(guān)重要，特別是在需要重建微小結(jié)構(gòu)時(shí)。

以上就是澤攸科技小編分享的如何在掃描電鏡中進(jìn)行高分辨率的斷層掃描。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價(jià)格請(qǐng)咨詢15756003283(微信同號(hào))。