一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法

技术领域

本发明属于电子显微镜技术应用领域，涉及一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法。

背景技术

扫描电子显微镜技术作为一种简单、高效、快速的物质表面微观形貌表征手段，因具有成本低、分辨率高、放大率高、景深大、成像立体、操作简单等特点，已广泛应用于生物、医学、材料、化学、物理、地质、机械、电子材料等领域。扫描电子显微镜可在低真空条件下观察非导电导热的材料，适用领域和范围广泛。基于扫描电镜可直接观察各种试样表面凹凸不平、形状各异的形貌和微观孔裂隙发育特征，尤其在科学研究中，基于不同的实验方法(如生物降解、流体注入等)，许多学者需要利用扫描电镜来对比样品的某一位置在实验前后的结构、形貌上的变化，但是当试样第二次被放入样品台抽真空后，其位置发生改变，且受限于扫描电镜下视域观察范围小，观察者无法快速寻找并有效定位到上一次拍摄的试验点，不能直观的描述与观察对比。因此多数学者只针对试验后发生明显变化的位置进行观察描述，很少能实现样品的原位对比，而这样的方式仅能说明样品的表面在试验后具有某些特征，难以证明样品的变化结果与试验是否有关，且此种方法无法直观的描述样品某一位置微观形貌的变化。

针对以上问题，有学者提出了几种解决办法，例如蔡潇利用样品的局部构造或特殊矿物寻找原位

[1]一种页岩样品扫描电镜和原子力显微镜原位观察的方法[P].蔡潇,何希鹏,高玉巧,高和群,李辉,靳雅夕,夏威,程伟.中国专利：CN111289778A,2020-06-16.

[2]一种水泥净浆溶液侵蚀的原位观察法[P].张亚梅,贾子健,黄时玉,陈春.中国专利：CN110823791A,2020-02-21.

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法，解决了现有技术中存在的无法快速寻找并直观描述样品某一位置微观形貌变化的问题。

本发明所采用的技术方案是，提出一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、首次观察，确定两个显著的便于识别的标志点并记录这两点的坐标及试验点的坐标，通过计算得到试验点与两个标志点的距离；

步骤2、二次观察，根据公式计算出试验点的新坐标，在扫描电镜下输入试验点新坐标，即可跳跃到试验点位置。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、根据扫描电镜观察的要求制备实验样品；

步骤1.2、在扫描电镜下观察实验样品，拍摄研究目标的图像，并根据扫描电镜的坐标功能记录试验点坐标C(x

步骤1.3、在扫描电镜下确定样品的两个标志点(实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点)，坐标记为A(x

步骤1.4、根据标志点和试验点的坐标，计算出试验点与两个标志点的距离。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、实验样品在扫描电镜下，再次寻找标志点，记录标志点新坐标为A’(x

步骤2.2、在扫描电镜的坐标功能输入步骤2.1所得试验点的新坐标C’(x

步骤2的标志点为实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点；

试验点C与两个标志点A、B的距离计算公式如下：

L

L

式(1)、(2)中，(x

本发明的有益效果是：

(1)省时。可快速定位到样品的某个位置，无需在小视野中缓慢移动，省去大量的时间，这一特点为原位对比试验提供了较强的可操作性。

(2)简便。无需其他仪器和辅助设备，只需借助扫描电镜自带的坐标功能即可实现。

附图说明

图1是本发明一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法的基本原理实例转换示意图；

图2是本发明一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法的计算结果取值示例图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、首次观察，计算得到试验点与两个标志点的距离；

步骤2、二次观察，根据公式计算出试验点的新坐标，在扫描电镜下输入试验点新坐标，即可跳跃到试验点位置。

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、根据扫描电镜观察的要求制备实验样品；

步骤1.2、在扫描电镜下观察实验样品，拍摄带有研究目标的图像，并跟据扫描电镜的坐标功能记录试验点C(x

步骤1.3、在扫描电镜下确定样品的两个标志点(实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点)，坐标记为A(x

步骤1.4、根据标志点和试验点的坐标，计算出试验点与两个标志点的距离。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、实验样品在扫描电镜下，再次定位标志点，记录标志点新坐标为A’(x

步骤2.2、在扫描电镜的坐标功能下输入步骤2.1所得试验点的新坐标C’(x

步骤2的标志点为实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点；

试验点与两个标志点的距离计算公式如下：

L

L

式(1)、(2)中，(x

本发明的有益效果是：通过一种简单的方法实现对扫描电镜下样品试验前后原位观察对比。运用坐标转换的方式，将目标点位置以坐标形式呈现，实现目标的精确定位；现有方法可通过刻划来寻找原位，但这种方法并不能确保找到目标点，且效率较低。

实施例1

上述给出了计算原理，现定义一组数据，模拟镜下坐标，根据公式进行验证。

一种基于扫描电镜下的快速原位对比方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、首次观察，计算得到试验点与两个标志点的距离；

步骤2、二次观察，根据公式计算出试验点的新坐标，在扫描电镜下输入试验点新坐标，即可跳跃到试验点位置。

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、根据扫描电镜观察的要求制备实验样品；

步骤1.2、在扫描电镜下观察实验样品，拍摄研究目标的图像，并跟据扫描电镜的坐标功能记录试验点坐标C(x

步骤1.3、在步骤1.2所得的图像中确定两个标志点(实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点)，坐标记为A(x

步骤1.4、根据标志点和试验点的坐标，计算出试验点与两个标志点的距离。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、实验样品在扫描电镜下，再次定位标志点，记录标志点新坐标为A’(x

步骤2.2、在扫描电镜的坐标功能下输入步骤2.1所得试验点的新坐标C’(x

步骤2的标志点为实验样品的边缘、具有明显差异的特殊物质或手动刻划的标记点；

试验点与两个标志点的距离计算公式如下：

L

L

如图1所示，图1(a)为原始基点与目标点的坐标演示，图1(b)为旋转后的基点及目标点坐标演示，取A(10，10)，B(30，10)，目标点位为C(22，30)。易得

此时，L

544＝(X-10)

464＝(X-25)

解二元二次方程组结果为

X≈5.9，Y≈42.96，或X≈32.14，Y≈12.68，由于后者与原位差距较大，简单判识(图2)后即可舍去，因此，通过计算得到的C’(5.90，42.96)。

通过图1网格可知C’的坐标为(5.87，42.95)，与坐标计算法结果基本一致。因此，该方法理论可行。