掃描電鏡樣品帶電時(shí)成像模糊,如何避免?
日期:2025-06-12
當(dāng)使用掃描電鏡(SEM)觀察非導(dǎo)電樣品(如生物樣本、陶瓷、高分子材料等)時(shí),樣品帶電可能導(dǎo)致圖像模糊、偏移、亮度不均或漂移。以下是成因分析和有效的避免方法:
一、成因:為什么樣品會(huì)帶電?
掃描電鏡使用電子束照射樣品,若樣品為非導(dǎo)電或低導(dǎo)電材料,電子無法及時(shí)流走,便會(huì)在表面堆積,產(chǎn)生電荷積累。這會(huì):
干擾電子束路徑,造成圖像漂移或模糊;
引起亮度忽明忽暗;
使圖像出現(xiàn)“條紋”、“陰影”或“鏡面效應(yīng)”。
二、如何避免樣品帶電造成的成像問題?
1. 對(duì)樣品進(jìn)行金屬噴鍍
常用且有效的方法:
在樣品表面噴一層金屬導(dǎo)電層,如金(Au)、鉑(Pt)、碳(C)等;
常使用離子濺射儀或真空蒸鍍儀;
金屬層厚度一般為幾納米至幾十納米,不影響細(xì)節(jié)成像。
2. 使用低電壓(低加速電壓)成像
將加速電壓調(diào)低至 1–5 kV,可以降低電子束穿透深度,減少電荷積累;
適用于表面觀察,減少樣品損傷。
3. 使用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)或低真空模式
部分 SEM 支持 低真空或變量壓模式(如 ESEM);
環(huán)境中微量氣體可中和電子,減少帶電;
可直接觀察非導(dǎo)電樣品,無需噴鍍。
4. 接地處理
若樣品形狀規(guī)則、易于接觸,建議將樣品表面接觸導(dǎo)電膠(如碳膠、銀膠);
與樣品臺(tái)金屬形成良好電連接,使電荷可導(dǎo)出。
5. 減少電子束照射時(shí)間
縮短曝光時(shí)間;
避免在同一區(qū)域停留過久,減少電子積聚。
6. 使用導(dǎo)電膜覆蓋
對(duì)特殊樣品(如某些濕樣或柔軟材料),可采用一層導(dǎo)電聚合物膜或碳膜覆蓋;
不損傷樣品同時(shí)提供導(dǎo)電通道。
作者:澤攸科技