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如何减少电荷效应对扫描电镜成像的干扰

日期:2025-09-22

在扫描电镜(SEM)成像中,电荷效应主要出现在 非导电样品或绝缘材料上,当电子束照射时,入射电子不能及时泄放,就会在样品表面积累电荷,导致图像发白、漂移甚至局部失真。要减少电荷效应,可以从以下几个方面入手:

1. 样品处理方法

导电镀层:在样品表面喷金、喷碳或溅射铂,提高表面导电性,让电荷及时泄放,是常用的办法。

导电胶固定:用导电胶或导电铜带将样品与样品台电气连接,形成泄放通路。

切割或打磨:减小表面粗糙度,有时能帮助电子均匀分布,降低局部电荷堆积。

2. 仪器参数优化

降低加速电压:高电压下入射电子穿透深,容易堆积,低电压成像能减少电荷积累。

减小束流:降低探针电流,减少注入电子数量,从源头减轻电荷效应。

增加扫描速度:加快扫描,避免在某一区域长时间停留。

使用环境扫描电镜(ESEM):在低真空或气体环境下,电离气体帮助中和样品电荷。

3. 外加中和措施

电子/离子中和器:喷射低能电子或离子流中和表面电荷,常用于 FIB-SEM 或 ESEM 系统。

环境湿度控制:在低真空下适度引入水蒸气分子,让其电离后带电粒子中和电荷。

4. 成像策略

选择二次电子像和背散射像结合:二次电子像更容易受电荷效应干扰,必要时用背散射电子像补充。

逐步优化焦距和工作距离:电荷效应可能导致图像漂移,分步调整可避免强烈失真。


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作者:泽攸科技