扫描电子显微镜实验中电子束诱导样品加热的测量
材料科学
2024-12-05 v1 应用物理
摘要
扫描电子显微镜（SEM）实验提供了对材料微观结构的详细洞察，通过电子背散射衍射（EBSD）等先进技术实现了高分辨率成像以及晶体学分析。然而，高能电子束与材料的相互作用可能导致局部加热，这可能显著影响样品完整性，尤其是在需要长时间束流曝光的应用中，例如使用EBSD绘制晶体结构时。本研究考察了电子束诱导加热对模型金属样品（铁）的影响，使用基于MEMS的加热装置直接测量局部沉积的电子束能量，并通过包括蒙特卡洛和有限元方法在内的模拟验证了这些测量结果。分析聚焦于各种实验参数的影响，如加速电压（5至30 kV）、束流（0.17 nA至22 nA）、驻留时间（1 μs至1 ms）和样品倾斜（0°至70°）。研究结果表明，在EBSD实验期间，局部样品温度可能升高高达70 °C，主要受束流和加速电压选择的影响，其中束流的影响最为显著。
引用
@article{arxiv.2412.03361,
title = {Measurement of electron beam induced sample heating in SEM experiments},
author = {Christina Koenig and Alice Bastos da Silva Fanta and Joerg R. Jinschek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.03361},
year = {2024}
}