扫描电镜样品荷电严重怎么办?
日期:2025-11-20
扫描电镜样品荷电(充电)是一个常见但非常棘手的问题,它会导致图像扭曲、异常亮斑、像散和图像漂移。当电子束轰击到不导电或导电性差的样品时,电荷无法及时导走,就会在表面积累,产生这些现象。
解决荷电问题需要一个系统性的策略,以下是行之有效的解决方法,从简单、常见的操作开始:
一、 样品制备层面的根本解决方法
这是解决荷电问题最直接、有效的方法。
喷镀导电层
做法:在样品表面真空蒸镀一层几纳米到几十纳米厚的导电材料薄膜,如金、金-钯合金或铂。
原理:这层薄膜为积聚的电子提供了一个导电路径,使其能够顺利流入样品台并导入大地。
适用:几乎所有不导电的样品(如生物组织、塑料、陶瓷、高分子材料)。这是常用、可靠的解决方案。
使用导电胶/碳胶
做法:确保样品被牢固地粘贴在导电胶上,并且导电胶与样品桩之间形成连续的、无缝隙的导电通路。
原理:为电荷提供一个向下的泄放通道。
注意:对于粉末或边缘不规则的样品,要确保导电胶能够接触到样品的多个部位。
二、 电镜参数调整层面的技术方法
在不便进行样品喷镀时,可以通过调整电镜参数来缓解荷电。
降低加速电压
做法:将加速电压从较高的值(如15-20 kV)降低到较低的值(如5-10 kV或更低)。
原理:较低的电子能量进入样品的深度较浅,产生的二次电子更多,且电荷更容易通过表面逸散,从而减少净电荷积累。
减小探针电流
做法:在保证图像信噪比的前提下,使用较小的束斑尺寸(对应较小的探针电流)。
原理:减小入射到样品上的电子总量,直接从源头上减少了电荷的注入速率。
使用低真空模式
做法:在样品室中充入少量气体(如水蒸气或氮气)。
原理:这些气体分子会被电子电离,产生的正离子会飞向带负电的样品表面,从而中和掉积累的负电荷。
调整工作距离
做法:适当增加样品与物镜极靴之间的距离。
原理:这可以改变检测器收集信号的效率,有时能改善荷电效应下的图像质量,但效果因设备而异。
三、 成像技巧层面的辅助方法
使用快速扫描模式
做法:切换到快速扫描模式进行观察和拍照。
原理:电子束在每个点上停留的时间非常短,来不及积累大量电荷,从而减轻了图像的扭曲和漂移。
作者:泽攸科技
