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掃描電鏡（SEM）對樣品尺寸和厚度的限制主要取決于其腔室設計、樣品臺承載能力、探測器類型以及電子束穿透深度等因素。以下是詳細的限制條件和優化建議：

1. 樣品尺寸限制

(1) 常規SEM的典型要求

最大尺寸：

通常樣品直徑 ≤ 5~10 cm（如標準樣品臺適配1 cm2的樣品）。

超大樣品需特殊樣品臺或切割處理（如部分場發射SEM支持15 cm寬度）。

高度限制：

一般 ≤ 5~10 mm（避免碰撞探頭或探測器）。

若樣品過高，需傾斜樣品臺或使用低工作距離模式。

(2) 特殊場景

大尺寸樣品（如PCB、巖石）：

使用可移動樣品臺或分段掃描后拼接圖像。

環境SEM（ESEM）可部分放寬尺寸限制（無需真空密封）。

微小樣品（如納米顆粒）：

需固定在導電基底（如硅片、銅網）上，避免漂移。

2. 樣品厚度限制

(1) 導電性樣品

理論上無嚴格厚度上限，但需考慮：

電子束穿透深度：通常≤ 1~5 μm（取決于加速電壓和材料原子序數）。

信號收集效率：過厚樣品可能導致背散射電子（BSE）信號減弱。

(2) 非導電性樣品

厚度：≤ 1~2 mm（避免電荷積累導致圖像失真）。

解決方案：

噴鍍金/碳（5~20 nm）以增強導電性。

使用低真空模式或ESEM減少充電效應。

3. 關鍵影響因素

(1) 電子束參數

加速電壓：

高電壓（如30 kV）可穿透更厚樣品，但可能損傷敏感材料。

低電壓（≤5 kV）適合表面形貌觀察（減少穿透深度）。

束流大小：高束流可提升信噪比，但可能燒蝕有機樣品。

(2) 樣品制備要求

導電性：非導電樣品需噴鍍或使用導電膠（如銀漿）。

平整度：凹凸過大（＞5 mm）可能影響聚焦和景深。

清潔度：油脂或污染物會導致假象（需超聲清洗或等離子處理）。