基于蒙特卡洛模拟的液相扫描电镜样品可视性高通量分析方法研究

本文推荐：研究者创新性地开发了基于蒙特卡洛模拟（Monte Carlo）的高效工作流，通过楔形样品几何与非均匀扫描点设计，显著提升液相扫描电镜（LP-SEM）中样品可视性分析的效率。研究定量揭示了低至3 keV电子能量下二次电子（SEs）对薄样品的成像优势，并阐明了硅氮化物（Si3N4）膜厚度与空间分辨率的负相关性，为原位液体环境显微技术优化提供了理论基准。

　　

Highlight

我们通过非均匀数据采样显著提升计算效率

首先通过对比不同对数底数β值，评估了非均匀间距分布相对标准均匀分布的改进效果。较高的β值能更精准捕捉原点附近的信号变化，但若β值过高导致间距小于晶格参数则不再适用——因蒙特卡洛程序（如Nebula）将材料视为均质区域处理。最终选定0.2 nm作为最小间距目标值。

结论

本研究建立了一种通过蒙特卡洛模拟量化膜基LP-SEM中材料厚度依赖性对比度、阈值电流和空间分辨率的方法，无需构建大量几何模型。应用于线剖面的非均匀间距技术使计算时间较标准方法缩短达100倍，此方法可进一步拓展至二维图像模拟。针对硅氮化物（Si₃N₄）膜厚的研究表明，结合超薄膜与高效探测器能显著提升成像性能。