在掃描電子顯微鏡（SEM）中，避免樣品的熱損傷非常重要，尤其是在對溫度敏感的材料和微觀結構進行觀察時。由于電子束會產生能量并將其轉化為熱量，這種熱量可以迅速加熱樣品表面，導致樣品的形貌、結構甚至化學性質發生改變。以下是幾種有效的避免樣品熱損傷的方法：

1. 降低電子束功率

調節束流強度：較高的電子束電流會產生更多的熱量，可能導致樣品表面過熱。通過降低電子束的束流強度，可以減少產生的熱量，從而避免樣品的熱損傷。可以通過 SEM 的控制面板來調整束流強度。

使用較低的加速電壓：較低的加速電壓（例如 1-5 kV）能減少電子束的穿透深度，從而降低熱量的生成。較高的加速電壓會使電子束穿透樣品更深，增加熱量的積聚。

2. 減少掃描時間

控制掃描模式：較長時間的掃描會使得電子束在樣品表面停留較長時間，增加熱量的積累。使用 快速掃描模式 或通過優化掃描路徑，減少每個像素點上的曝光時間，從而減少熱損傷。

避免長時間聚焦：如果長時間將電子束聚焦在同一個點上，局部區域會過熱，導致樣品損壞。可以通過定期改變焦點位置或使用“點陣掃描”技術來避免局部過熱。

3. 優化樣品的導熱性能

使用導熱材料：如果樣品是熱敏感的，可以選擇具有良好導熱性的材料（例如金屬箔）作為樣品的基底，幫助將電子束產生的熱量更有效地傳導走，從而減少局部溫度升高。

薄樣品準備：薄樣品的熱導率通常較高，能夠更有效地散熱，因此在制備樣品時應盡量使樣品變薄，從而減小熱損傷的風險。

4. 使用低真空模式

在 SEM 中，樣品的熱損傷也受到樣品周圍氣氛的影響。在低真空模式下，樣品表面與空氣中的分子發生相互作用，散熱更快，從而避免過度加熱。對于不易導電或易受熱損傷的樣品，可以嘗試低真空模式。

5. 使用冷卻臺或樣品冷卻設備

冷卻樣品：對于一些對溫度特別敏感的樣品，可以使用冷卻裝置，如 冷凍臺（通常使用液氮或其他制冷劑），將樣品保持在低溫下進行觀察。這不僅可以防止樣品因電子束熱量而發生化學變化，還可以避免熱膨脹引起的形變。

液氮冷卻：液氮冷卻有助于保持樣品的穩定性，尤其是在觀察生物樣品、聚合物或其他易受熱損傷的材料時。

6. 使用掃描電子顯微鏡的加熱功能（溫控臺）

溫控臺（HEAT Stage）可以在掃描時保持樣品的溫度在一個特定的范圍內。雖然這個功能是為了在某些實驗中加熱樣品，但它同樣可以幫助在掃描過程中保持樣品的溫度穩定，防止過熱。

7. 選擇合適的樣品涂層

金屬涂層：對于非導電樣品，涂覆一層薄的金屬涂層（如金、鉑或碳）不僅有助于減少樣品的電荷積累，還可以通過金屬涂層的導熱性幫助散熱，降低熱損傷的可能性。

薄涂層：使用薄的涂層可以減少涂層本身對熱量的積聚，同時也能提供足夠的導電性和散熱性。

8. 精確控制電子束焦點

控制焦點位置：在觀察樣品時，應確保電子束不集中在單個點上太長時間。通過精確控制掃描過程中的電子束焦點位置，可以有效避免在樣品上產生熱積累。使用電子束的“交替掃描”模式可以有效分散熱量。

9. 調整樣品的擺放角度

改變樣品的傾斜角度：通過將樣品稍微傾斜，可以使得電子束以較淺的角度照射樣品表面。這樣可以減少電子束的穿透深度和熱量積聚，特別是對于一些熱敏感的樣品。

10. 優化樣品的表面處理

表面涂層或涂層處理：對于一些可能受到熱損傷的樣品，可以采用 低熱導材料 進行表面處理，減少熱量向樣品內部的傳遞。

增加表面粗糙度：粗糙的表面有助于提高散熱效率。通過對樣品表面進行微觀結構處理，可以加速熱量的散發。

以上就是澤攸科技小編分享的如何在掃描電鏡中避免樣品的熱損傷。更多掃描電鏡產品及價格請咨詢