扫描电镜喷金的原理及作用

扫描电镜(SEM)是一种多功能的工具，在大部分时候，无需什么样品制备，即可提供各种样品的纳米级信息。而在某些情况下，为了获得更好的扫描电镜图像，扫描电镜有必要结合喷金仪(离子溅射仪)使用。

扫描电镜喷金的意义

扫描电镜喷金几乎可以对所有类型的样本进行图像处理，陶瓷、金属、合金、半导体、聚合物、生物样品等。然而，某些特定类型的样品更具有挑战性，并且需要操作者进行额外的样品制备，以便借助扫描电镜喷金收集高质量图片。这些额外的步骤包括在样品中表面溅射一个额外的导电薄层材料，如金、银、铂或铬等。

扫描电镜需要溅射喷金的样品

使用扫描电镜喷金前需要喷金的第一类样品是电子束敏感样品。这类样品主要是生物样品，但也可能是其他种类，例如塑料材料。扫描电镜喷金中的电子束具有较高能量，在与样品的相互作用过程中，它以热的形式将部分能量传递给样品。如果样品是由电子束敏感的材料制成，那么，这种相互作用会破坏部分甚至整个样品结构。在这种情况下，用一种非电子束敏感材料制成的表面镀层就可以起到保护层作用，防止此类损伤。

扫描电镜另一类经常需要溅射喷金的是非导电材料。由于它们的非导电性，其表面带有“电子陷阱”的作用。这种表面上的电子积累被称为“充电”，为了消除充电效应，一种常见的解决该问题的的方法是降低样品腔的真空度。这样可以在样品表面附近引入带有正电荷的分子。它们与充电电子相互中和，从而消除充电效应。这已经被证明是一种行之有效的方法。然而，真空室中引入的空气分子会干扰电子束，影响图像质量。因此，为了追求高质量的扫描电镜喷金图像，则建议选择使用磁射喷金;镀层充当一个导电通道，使充电电子可以从材料中转移走。

在某些情况下，溅射喷金的样品制备技术可用于提高图像的质量和分辨率。由于其优良的高导电性，在扫描电镜成像时，溅射材料可以增加信噪比，从而获得更好的成像质量。

扫描电镜溅射喷金的缺点

由于操作简单方便，在使用溅射喷金时，几乎没有什么顾虑。只是在开始时，用户需要摸索最佳参数以获得最佳喷金效果。另外，溅射喷金有一个更重要的缺点：喷金后表面不再是原始材料，元素的衬度信息会发生丢失。

在某些极端情况下，它可能会导致表面形貌失真或呈现样品的虚假成分信息。然而，在大多数情况下，只要选择合理的喷金参数，操作者既能够获得高质量的成像，又不会损失样品的原始信息。

哪些材料可以作为样品的镀层材料?

最常用的溅射材料是金属，因为它的导电性高，颗粒尺寸相对较小，可以得到高分辨率成像。此外，如果需要EDX分析，扫描电镜操作者通常会将碳镀在他们的样品上，因为碳的X射线峰不会与其他元素的峰值发生冲突。如今，当需要超高分辨率成像时，还可以使用其他晶粒组织细小的溅射材料，如钨、铱或铬等。另一些镀层材料如铂、钯和银，则具有可逆性的优点。

2019-03-11 17:40:43 4708次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_2624.html 热门标签：
扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。

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扫描电镜通过电子束在样品上进行逐点扫描，获得三维立体图像，图像观察视野大、景深长、富有立体感。在观察样品表面形貌的同时，进行晶体学分析及成分分析。

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扫描电镜是一种具有多项用途，应用最为广泛的新型电子光学仪器。扫描电镜具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。而在其制样过程中，镀膜是非常关键的一步，特别是对于不导电的材料。

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加速电压是扫描电镜技术领域的一个重要术语。加速电压使电子束加速而获得能量，其范围为0.2~30KV，一般高压指用20KV，低压指小于10KV。其值越大，电子束能量越大，反之亦然。

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扫描电镜是利用精细聚焦的电子束照射在样品表面，电子束与样品相互作用产生各种信号，其中包括二次电子、背散射电子、特征X射线等不同能量的光子，这些信号经相应的探测器接收，用于研究各种材料的微观形貌;配上能谱仪、波谱仪等附件，可对材料元素成分进行分析。

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