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在掃描電子顯微鏡（SEM）中進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）是獲取樣品內部結構的關鍵技術。通過逐層去除樣品材料并對暴露的表面進行成像，可以生成樣品的三維結構。以下是如何在SEM中進行高分辨率斷層掃描的詳細步驟：

1. 樣品準備

樣品固定: 將樣品固定在SEM樣品臺上，確保在整個斷層掃描過程中樣品位置保持穩定。

樣品鑲嵌和包埋: 對于某些生物或軟材料樣品，通常需要先進行固定和包埋處理，以增強樣品的機械強度和對電子束的耐受性。

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

2. 斷層掃描技術選擇

斷層掃描在SEM中有兩種常見方法：

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

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

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現，具有很高的材料去除精度。

適用性: 適用于硬質材料和精細結構的三維重建，能夠提供非常高的分辨率。

3. 成像參數設置

加速電壓: 使用適合材料的加速電壓。對于硬材料，通常使用高加速電壓（如10-30 kV），對于生物材料，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，同時避免損傷樣品表面。

工作距離: 調整工作距離以優化分辨率，同時確保電子束能夠準確聚焦在樣品表面。

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。

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

5. 圖像處理和三維重建

圖像對齊: 將每一層的圖像進行對齊，以確保三維重建過程中圖像的準確性。圖像對齊可以通過自動對齊算法或手動調整來實現。

圖像去噪: 對采集的圖像序列進行去噪處理，消除可能的成像偽影或噪聲，提高圖像質量。

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

分析和可視化: 對重建的三維模型進行分析和可視化處理，測量內部結構的尺寸和形態，提取感興趣的特征。

6. 數據分析

斷層分析: 對重建的三維圖像進行斷層分析，可以研究樣品內部的微觀結構、形態學特征和材料分布。

定量分析: 通過測量和統計分析，可以量化樣品的三維結構信息，例如孔隙率、顆粒尺寸分布、纖維取向等。

注意事項

樣品選擇: 樣品的機械強度和導電性對斷層掃描的效果有顯著影響。硬質材料或導電性良好的樣品通常能獲得更好的成像效果。

儀器維護: 確保SEM和FIB設備處于良好狀態，尤其是在長時間的斷層掃描過程中，穩定的設備性能至關重要。

層厚控制: 準確控制每次去除的層厚度對于高分辨率斷層掃描至關重要，特別是在需要重建微小結構時。

以上就是澤攸科技小編分享的如何在掃描電鏡中進行高分辨率的斷層掃描。更多掃描電鏡產品及價格請咨詢