掃描電鏡（SEM）的像差主要來自電子光學(xué)系統(tǒng)中電子束的聚焦與成像缺陷，常見的類型主要有以下幾類：

1. 球差

成因：電子透鏡對不同離軸距離的電子聚焦能力不同，離軸較遠(yuǎn)的電子會比近軸電子聚焦在更近的位置。

表現(xiàn)：圖像邊緣模糊、分辨率下降，尤其在高放大倍數(shù)下明顯。

解決方法：減小物鏡孔徑、優(yōu)化聚焦、使用像差校正器。

2. 色差

成因：電子束能量分布不均（加速電壓波動、樣品二次發(fā)射能量差異等）導(dǎo)致聚焦點不同。

表現(xiàn)：圖像整體模糊，細(xì)節(jié)不清晰。

解決方法：穩(wěn)定加速電壓、使用能量單色化器、降低束流能量擴(kuò)展。

3. 失真

成因：掃描線性度不佳或透鏡磁場分布不均。

表現(xiàn)：圖像幾何形狀被拉伸或壓縮，比如方形變成長方形。

解決方法：校準(zhǔn)掃描系統(tǒng)、優(yōu)化掃描速度。

4. 像散

成因：透鏡磁場在不同方向上聚焦能力不同（可能由透鏡缺陷、污染、樣品磁性等引起）。

表現(xiàn)：圖像在一個方向清晰，垂直方向模糊。

解決方法：用消像散器調(diào)節(jié)，使兩個方向的聚焦一致。

5. 掃描像差

成因：掃描線偏移、時間延遲、電子束穩(wěn)定性差。

表現(xiàn)：圖像有波紋、拖影或邊緣畸變。

解決方法：調(diào)整掃描參數(shù)、穩(wěn)定電子槍和電源、減少外部干擾。

6. 衍射限制

成因：電子波的波長效應(yīng)，即使消除了幾何像差，波動性也會限制分辨率。

表現(xiàn)：在極高分辨率成像下，細(xì)節(jié)受限。

解決方法：提高加速電壓（縮短電子波長），但要兼顧樣品損傷和充電效應(yīng)。