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掃描電鏡導電和不導電樣品處理方法的區別

日期:2025-11-14

掃描電鏡中,導電和不導電樣品的處理方法有根本性的區別,核心原因在于如何應對 “電荷積累” 問題。

可以這樣形象地理解:電子束就像一股連續的水流打在樣品上。如果樣品是導體,電子(水流)可以順暢地流走;但如果樣品是絕緣體,電子就會像水坑一樣積在表面,最終干擾成像。

下面是兩者處理方法的主要區別:

不導電樣品(如塑料、陶瓷、生物組織、部分巖石等)

核心問題: 電子束掃描時,電子無法導走,會在樣品表面積累負電荷。這會導致一系列問題:

圖像扭曲、漂移,出現異常的亮線或暗帶。

電子束被排斥,導致信號強度劇烈波動。

嚴重時,甚至可能產生放電現象,損壞樣品。

處理方法: 主要思路是給樣品表面增加一層導電通路。

噴鍍導電膜

做法: 在樣品表面真空蒸鍍一層非常薄的(幾個納米)導電材料。

常用材料: 金、金-鈀合金、鉑等。碳也可以,尤其適合需要后續做元素分析的情況。

作用: 這層金屬膜就像一個透明的導電網,既能讓電子束激發的信號被探測器捕獲(增強信號),又能為多余的電子提供逸散的路徑,從而消除電荷積累。

采用低真空模式(環境掃描電鏡)

做法: 在樣品室中充入少量氣體(如水蒸氣)。

作用: 這些氣體分子可以被電離,從而中和掉樣品表面積累的負電荷。這是一種“物理”疏導方式。

優點: 無需對樣品進行噴鍍,可以觀察原始狀態或含水的樣品,是處理不導電樣品的一大福音。

導電樣品(如大多數金屬、石墨等)

核心問題: 電子可以順利通過樣品導入地,一般沒有電荷積累問題。

處理方法: 相對簡單,主要目標是確保良好的電導通路和樣品穩定性。

清潔樣品表面: 確保樣品表面沒有油污、氧化層等污染物,這些會妨礙導電或干擾信號。

使用導電膠: 用含有銀顆粒或碳的導電膠將樣品牢固地粘在樣品樁上。這不僅是為了固定,更重要的是建立一個從樣品到樣品樁再到儀器主體的連續導電通路。

確保良好接觸: 對于有些樣品,可能需要用導電膠帶或通過壓緊的方式,確保樣品與樣品樁的每一個接觸點都導電良好。



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作者:澤攸科技


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