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掃描電鏡圖像中的亮度和對比度代表什么?

日期:2025-05-22

在掃描電子顯微鏡(SEM)圖像中,亮度和對比度并不只是視覺效果上的調(diào)節(jié)項(xiàng),它們實(shí)際代表了樣品物理特性的某些方面,主要取決于成像模式(如二次電子、背散射電子等)。以下是詳細(xì)解釋:

1. 亮度代表什么?

亮度(Brightness)通常表示圖像中某一區(qū)域的電子信號(hào)強(qiáng)度。它與樣品表面發(fā)射出的電子數(shù)量有關(guān),具體含義取決于使用的成像模式:

二次電子成像(SE):

亮度高 → 表示該區(qū)域發(fā)射出較多的二次電子,通常出現(xiàn)在表面細(xì)節(jié)豐富、邊緣突出或傾斜面處;

原因:二次電子容易從表面逃逸,對樣品的形貌和邊緣結(jié)構(gòu)非常敏感。

背散射電子成像(BSE):

亮度高 → 表示該區(qū)域的原子序數(shù)較高(高Z元素,如金、鉑、鉛);

因?yàn)楦遉材料對入射電子散射能力強(qiáng),產(chǎn)生更多背散射電子。

2. 對比度代表什么?

對比度(Contrast)是圖像中明暗區(qū)域的差異程度,用于突出細(xì)節(jié)。其物理含義依賴于成像類型:

形貌對比(Topographic Contrast):

多見于二次電子圖像;

對比度高說明樣品表面有明顯高低差,比如坑、邊緣、臺(tái)階等;

成分對比(Compositional Contrast):

多見于背散射電子圖像;

不同元素區(qū)域亮度不同,從而區(qū)分出材料的組成差異;

電荷對比(Charging Contrast):

非導(dǎo)體樣品容易在掃描中積累電荷;

會(huì)導(dǎo)致局部亮或暗區(qū)域出現(xiàn)不均,甚至出現(xiàn)亮斑、黑斑或圖像漂移。

電勢對比(Potential Contrast):

用于觀察表面電勢差(如PN結(jié)),一般需特殊條件配合。

3. 調(diào)節(jié)亮度和對比度的目的

雖然圖像中亮度和對比度反映了物理現(xiàn)象,但你仍可通過軟件或儀器面板進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到更清晰的觀察效果:

增加對比度 → 更容易分辨邊緣、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)或材料分區(qū);

調(diào)整亮度 → 避免圖像過曝或過暗,保持細(xì)節(jié)可視性。

但請注意:過度調(diào)節(jié)可能掩蓋真實(shí)結(jié)構(gòu)或引入視覺誤導(dǎo)。


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作者:澤攸科技


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