非导电样品在SEM中如何避免充电效应?
日期:2025-04-29
在扫描电子显微镜(SEM)中,非导电样品(如聚合物、陶瓷、生物材料等)容易出现充电效应,导致图像发亮、偏移、拉伸、失真甚至无法成像。以下是有效的避免或减弱充电效应的方法:
一、样品预处理方式
金属喷镀导电层
使用金、铂、钯、碳等材料对样品进行 离子溅射镀膜,形成薄而连续的导电膜层(通常几纳米厚)。
优点:有效导电、成像质量好。
注意:会覆盖表面细节,不适用于需要表面成分分析(如EDS)场合。
使用导电胶固定样品
将样品用 导电碳胶 或 铜胶带 粘接于样品台,并连接到接地端,形成良好的电子通路。
样品表面碳涂层
使用碳蒸发或碳喷镀方式生成薄导电层,适用于能谱分析需求(如EDS不希望引入金属背景)。
二、成像参数优化
降低加速电压(1–5 kV)
减少入射电子的穿透深度和表面电荷积累,低电压成像能显著减轻充电问题。
使用低束流(低探针电流)
减少单位时间内注入样品的电子数量,降低电荷积累速度。
切换到环境扫描电镜(ESEM)或低真空模式
在样品腔内引入少量水汽或气体,通过气体分子的电离效应中和样品表面电荷。
优点:无需金属镀膜,保留原始样品形貌。
三、其他方法
斜角成像或减小入射角:可以减少束斑集中在非导电面。
图像平均或积分扫描:减轻图像漂移带来的失真。
选择适当的探测器:使用后散射电子(BSE)成像有时比次级电子(SE)对充电更敏感,可互相补充判断。
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作者:泽攸科技