SEM图像的畸变参数分析与矫正

摘要

高精度扫描电子显微镜(SEM)图像在材料形貌观察、生物研究、微器械设计、微纳尺度力学行为研究等方面具有广泛的应用.微纳米尺度下材料和结构的变形分析,强调精准的图像定位和尽可能精细的无畸变成像,其原因在于成像对象及其变形的尺度极其微小,且微纳米尺度下材料的力学行为不仅受到应变的作用,也受到应变梯度等高阶变形量的影响.然而,SEM成像过程为逐点扫描,过程中存在热漂移、电磁漂移、压电陶瓷蠕变等,与此同时,聚焦电子束过程中所使用的电磁透镜也存在透镜畸变等问题,这些畸变将给试件变形前后附加虚假的应变场和应变梯度场,给微纳米尺度下精确成像带来困难.本文针对SEM成像的上述问题,提出了一种新的漂移和畸变矫正方法,并与FIB刻蚀标准点阵图形试样的SEM图像进行对比,以测试矫正结果的有效性.在图像矫正的同时,本方法也可以得到实验仪器本身的性能参数.