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SEM掃描電鏡不導(dǎo)電材料的制備方法介紹

日期:2023-07-10 10:17:24 瀏覽次數(shù):52

對于不導(dǎo)電材料,在入射電子束的作用下,其表面會積累電荷,這些電荷會對掃描電鏡背散射電子成像和二次電子成像產(chǎn)生不良影響;同時對入射電子束產(chǎn)生"減速"作用,進而減小電子束的著陸電壓,對能譜的準確性產(chǎn)生J大負面影響。

針對此情況,掃描電鏡提供低真空模式,以降低充電效應(yīng)對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響。

 掃描電鏡.jpg

方糖掃描電鏡圖像樣品產(chǎn)生充電效應(yīng) 方糖掃描電鏡圖像低真空下無充電效應(yīng)

樣品在充電狀態(tài)下,充電位置帶負電,將對入射電子束產(chǎn)生強烈的排斥。排斥電子被探測器收集,顯示在圖像中往往為異常亮區(qū)或亮環(huán)。充電嚴重時,白色區(qū)域拓展至整個視野,無法正常成像。

常見的解決方案

導(dǎo)電膠或?qū)щ娔z水

通過用小部分導(dǎo)電膠(例如銅導(dǎo)電膠)或一些導(dǎo)電涂料覆蓋部分樣品表面,這將降低充電效應(yīng),并且在靠近導(dǎo)電膠或?qū)щ娡苛系膮^(qū)域避免充電效應(yīng)。

低真空

在樣品倉中引入適量氣體分子。這些分子被入射電子束撞擊,并發(fā)生電離。電離出的正離子和樣品表面上的大量電子吸引并中和。這可以減少樣品表面電荷,并大幅削弱表面電場,改善充電現(xiàn)象。

雖然這種技術(shù)會使圖像產(chǎn)生噪點,但可以讓您在不額外制備的情況下分析樣品,使分析檢測效率高、成本低(無需額外濺射儀器等)。

濺射涂層

通過使用濺射儀,可以在樣品表面上形成一層納米級導(dǎo)電材料層。這樣就可以與鋁臺連接,從而形成了與地電位的連接,及時轉(zhuǎn)移過量電荷。

涂層材料的選擇在很大程度上取決于需要對樣品進行何種分析。由于金或鉑含有J高的導(dǎo)電性,是高分辨率圖像的理想材料。當對非有機樣品進行能譜(EDS)分析時,可以使用更輕的元素,如碳。ITO(氧化銦和氧化鈦的合金)可以產(chǎn)生透明的導(dǎo)電層,并且可以用在光學鏡片上使樣品適用于掃描電鏡(SEM)。

使用濺射儀的缺點是需要額外的儀器,材料分析變得更耗時并且樣品會經(jīng)歷重復(fù)抽真空。 此外,使用背散射電子(BSD)探測器對樣品成像的優(yōu)勢會弱化,因為對比度變得非常均勻,并且不同元素之間的灰度強度差異降低。

降低荷電效應(yīng)樣品杯(以下簡稱"降低杯")

掃描電鏡的降低杯可以有效解決樣品的充電問題。無需對樣品噴金或蒸碳,使用降低杯可以在更高的倍數(shù)下觀察樣品,而不用擔心充電問題對圖像的影響(一般來說,倍數(shù)越高,充電越嚴重)。通過對比D一行和D二行SEM圖片,降低杯有效避免了頭發(fā)樣品的充電現(xiàn)象。

小結(jié)

在掃描電鏡工作中,樣品充電現(xiàn)象將對測試結(jié)果造成不良影響。掃描電鏡提供的低真空模式,可以在很大程度上改善電鏡測量結(jié)果,真實反映樣品形貌信息。

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