如何進行 SEM 圖像的定量測量?
日期:2025-05-29
在掃描電子顯微鏡(SEM)中進行圖像的定量測量,關鍵在于圖像已正確標定、設備設置精確,以及測量方法規范。下面是完整的步驟和注意事項:
一、前提條件:圖像須已校準倍率和比例尺
定量測量前,確保:
SEM 已校準倍率(Magnification Calibration);
圖像上 比例尺(Scale Bar)是準確的;
不同加速電壓、工作距離、放大倍率下的畸變已最小化。
二、基本測量項目
SEM 圖像中常見的定量測量包括:
線性尺寸:如粒徑、厚度、孔徑、縫隙等;
面積與輪廓:顆粒覆蓋率、孔洞面積;
角度:晶體邊界夾角、微結構方向;
形貌統計:粒徑分布、密度等。
三、常見測量方法
1. 使用 SEM 自帶的軟件
多數掃描電鏡軟件(如 ZEISS SmartSEM、Hitachi SEM Viewer、TESCAN Essence 等)提供內建測量工具:
直接在圖像上點擊兩點,系統自動按比例尺計算距離;
可設置多種單位(如 nm、μm);
支持導出測量結果和圖像截圖。
注意:確保使用的是已保存 原始像素大小和元數據 的圖像。
2. 使用圖像分析軟件
導出圖像后可在外部圖像處理軟件中進行分析:
常用軟件:
ImageJ / FIJI:免費、開源,功能強大;
Photoshop / GIMP:適合簡單標注,但不適合高精度測量;
Igor Pro / Origin:適合科研用戶,處理統計和圖形表達。
ImageJ 中的測量流程:
打開圖像;
使用已知比例尺標定(Analyze > Set Scale);
選擇測量工具(直線、面積、角度);
測量并記錄值(Analyze > Measure);
可批量統計多個顆粒、導出結果。
四、避免誤差的關鍵點
樣品須處于聚焦狀態,否則圖像拉伸失真;
使用 適當的工作距離(WD)和加速電壓,避免邊緣效應;
圖像須未縮放(即以原始分辨率保存);
盡量避免在邊緣區域測量(因畸變概率更大);
對非平面樣品,需考慮傾斜角和景深影響;
進行定量前建議使用已知尺寸標準樣品進行一次驗證。
作者:澤攸科技