非導電樣品在掃描電鏡下如何成像?
日期:2025-03-24
非導電樣品在掃描電鏡(SEM)下成像時,由于電子束轟擊樣品會導致電荷積累,進而產生充電效應,這可能導致圖像畸變、漂移甚至無法成像。以下是幾種常見的成像方法:
1. 金屬鍍膜
在樣品表面沉積一層導電薄膜(如金、鉑、鉻、碳等),形成導電路徑,使積累的電子逸散:
熱蒸發鍍膜(金、鉑等,適用于生物樣品)
磁控濺射鍍膜(均勻度好,適用于細膩結構)
碳鍍膜(適用于 EDS/EBSD,不影響成分分析)
適用情況:適用于大多數高分辨率成像需求,但可能影響表面微觀結構。
2. 低真空模式(環境掃描電鏡,ESEM)
使用低真空(10-100 Pa)或潮濕環境,引入水蒸氣或氣體,提升電子散射,從而中和充電:
適用于未經鍍膜的樣品(如生物樣品、陶瓷、聚合物等)
保持樣品原始形貌
但分辨率略低于高真空模式
適用情況:適用于不希望破壞樣品表面的情況,如生物樣品、聚合物等。
3. 低加速電壓成像
降低電子束加速電壓(如 < 5 kV),減少電子穿透深度,降低樣品的電荷積累:
低電壓模式可減少表面電荷積累
適用于較薄或較低密度的非導電樣品
分辨率較高,但可能信噪比降低
適用情況:適用于無鍍膜成像,但對信號采集要求較高。
4. 充電補償器
在 SEM 中引入低能量電子槍(如負電荷補償槍),向樣品表面釋放低能電子,中和積累的正電荷:
需要特定的設備支持
適用于一些情況下的無鍍膜成像
適用情況:適用于超高精度成像,但成本較高。
5. 使用導電膠或銀漿固定樣品
用導電膠(碳膠、銀膠)或銅導電膠帶連接樣品與 SEM 樣品臺
減少電荷積累,提高電子泄放
適用于小樣品,但不適用于大面積均勻成像
適用情況:適用于大塊樣品或局部區域分析。
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作者:澤攸科技