掃描電鏡樣品荷電嚴重怎么辦?
日期:2025-11-20
掃描電鏡樣品荷電(充電)是一個常見但非常棘手的問題,它會導致圖像扭曲、異常亮斑、像散和圖像漂移。當電子束轟擊到不導電或導電性差的樣品時,電荷無法及時導走,就會在表面積累,產生這些現象。
解決荷電問題需要一個系統性的策略,以下是行之有效的解決方法,從簡單、常見的操作開始:
一、 樣品制備層面的根本解決方法
這是解決荷電問題最直接、有效的方法。
噴鍍導電層
做法:在樣品表面真空蒸鍍一層幾納米到幾十納米厚的導電材料薄膜,如金、金-鈀合金或鉑。
原理:這層薄膜為積聚的電子提供了一個導電路徑,使其能夠順利流入樣品臺并導入大地。
適用:幾乎所有不導電的樣品(如生物組織、塑料、陶瓷、高分子材料)。這是常用、可靠的解決方案。
使用導電膠/碳膠
做法:確保樣品被牢固地粘貼在導電膠上,并且導電膠與樣品樁之間形成連續的、無縫隙的導電通路。
原理:為電荷提供一個向下的泄放通道。
注意:對于粉末或邊緣不規則的樣品,要確保導電膠能夠接觸到樣品的多個部位。
二、 電鏡參數調整層面的技術方法
在不便進行樣品噴鍍時,可以通過調整電鏡參數來緩解荷電。
降低加速電壓
做法:將加速電壓從較高的值(如15-20 kV)降低到較低的值(如5-10 kV或更低)。
原理:較低的電子能量進入樣品的深度較淺,產生的二次電子更多,且電荷更容易通過表面逸散,從而減少凈電荷積累。
減小探針電流
做法:在保證圖像信噪比的前提下,使用較小的束斑尺寸(對應較小的探針電流)。
原理:減小入射到樣品上的電子總量,直接從源頭上減少了電荷的注入速率。
使用低真空模式
做法:在樣品室中充入少量氣體(如水蒸氣或氮氣)。
原理:這些氣體分子會被電子電離,產生的正離子會飛向帶負電的樣品表面,從而中和掉積累的負電荷。
調整工作距離
做法:適當增加樣品與物鏡極靴之間的距離。
原理:這可以改變檢測器收集信號的效率,有時能改善荷電效應下的圖像質量,但效果因設備而異。
三、 成像技巧層面的輔助方法
使用快速掃描模式
做法:切換到快速掃描模式進行觀察和拍照。
原理:電子束在每個點上停留的時間非常短,來不及積累大量電荷,從而減輕了圖像的扭曲和漂移。
作者:澤攸科技
