掃描電鏡樣品的污染物如何去除?
日期:2025-03-05
在掃描電鏡(SEM, Scanning Electron Microscope)成像過程中,樣品上的污染物會嚴重影響成像質量和分析結果。污染物可能來自樣品制備過程、環境灰塵、油脂、殘留溶劑,甚至是電子束輻照引起的碳污染。以下是有效的去除方法和建議:
1. 物理清潔法
超聲波清洗(Ultrasonic Cleaning)適用對象: 金屬、陶瓷等硬質材料,不適用于易碎或多孔材料。
操作方法:將樣品浸入適當的溶劑(如無水乙醇、丙酮或去離子水)。
使用超聲波清洗機,清洗1-5分鐘,防止時間過長導致表面損傷。
優點: 有效去除微粒、油脂和部分有機污染物。
注意: 多孔或柔軟樣品可能被損傷或吸水。
低壓等離子清洗(Plasma Cleaning)適用對象: 絕大部分樣品,尤其是去除碳污染和有機物。
操作方法:使用氬氣(Ar)或氧氣(O?)等離子,處理2-10分鐘。
氬等離子:去除表面物理污染物。
氧等離子:氧化有機污染物,轉化為氣體揮發掉。
優點: 不改變樣品表面形貌,適合敏感樣品。
注意: 氧等離子可能氧化某些金屬樣品(如銅、鋁)。
吹拂與刷拭(Air Blowing and Brushing)適用對象: 顆粒污染物較多的樣品。
操作方法:使用無油高純氮氣吹拂,避免壓縮空氣帶來的油脂污染。
柔軟的羊毛刷輕輕刷拭表面顆粒。
優點: 簡單快速,適合顆粒污染物。
注意: 不適合細微污染物或油脂類污染。
2. 化學清潔法
有機溶劑清洗(Organic Solvent Cleaning)適用對象: 去除油脂、指紋和有機污染物。
常用溶劑: 丙酮、無水乙醇、異丙醇。
操作方法:將樣品浸泡在溶劑中數分鐘,輕輕晃動或用超聲波輔助。
用無塵布或濾紙擦拭后,自然晾干或用氮氣吹干。
注意: 部分材料(如塑料或某些薄膜)可能被溶劑溶解或損傷。
酸堿清洗(Acid or Alkali Cleaning)適用對象: 金屬氧化物、銹跡或其他無機污染物。
常用溶液:稀鹽酸或硝酸:去除金屬氧化物。
氫氧化鈉(NaOH):去除有機酸污染。
操作方法:浸泡時間控制在幾秒到幾分鐘,隨后用去離子水沖洗干凈。
用乙醇快速脫水,再用氮氣吹干。
注意: 酸堿處理可能腐蝕樣品,需謹慎。
3. 電子束污染處理(Beam-Induced Contamination)
低電壓預處理(Low Voltage Pre-Treatment)問題: 電子束會引發碳污染,尤其在高電流條件下。
解決方法:先用低電壓(如1-2 kV)掃描,去除表面吸附的污染物。
然后再逐步升高電壓進行正式成像。
周期性等離子清洗(Regular Plasma Cleaning)問題: 長時間使用后,腔室內可能累積碳污染。
解決方法:定期使用氧等離子清洗SEM腔室,減少污染來源。
頻率視使用情況而定(如每月一次)。
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作者:澤攸科技