鑠思百檢測DETECTION
OF TECHNICAL SOUSEPAD
DETECTION OF TECHNICAL SOUSEPAD
掃描電鏡SEM樣品制備技巧 二維碼
發(fā)表時間：2020-08-28 13:48作者：鑠思百檢測來源：鑠思百檢測 您可能會疑惑到底能獲取什么樣的圖像，您也可能會糾結(jié)怎樣保證圖像質(zhì)量。其實，如果掌握了正確的樣品制備技巧，您就可以輕松改善圖像質(zhì)量了。  圖1. 蒼蠅復眼的掃描電鏡圖像 使用掃描電鏡對水分含量高的樣品成像，以下幾點至關重要：
 圖2.-25°C 下蘋果的掃描電鏡圖像 除了真空度，您還需要考慮樣品表面電荷累積的影響，這會導致樣品表面出現(xiàn)明亮的區(qū)域，從而掩蓋所有細節(jié)，這種情況常常出現(xiàn)在聚合物和不導電材料中。 我們再強調(diào)一下，樣品制備對于獲得優(yōu)質(zhì)的圖像十分關鍵。 使用掃描電鏡對不導電樣品成像時，我們應該：
 圖3.不導電羊毛樣品的掃描電鏡圖像 要獲得優(yōu)質(zhì)的掃描電鏡圖像，樣品制備至關重要?；ㄐr間學習不同類型樣品的制備技巧，您就可以確保始終獲得最佳的圖像結(jié)果。 濺射鍍膜技術對掃描電鏡圖像質(zhì)量的影響 掃描電鏡（SEM）用途廣泛，幾乎不需要樣品制備就可提供各種樣品的納米級信息。然而有時候，必須先對樣品進行濺射鍍膜才能使用掃描電鏡獲取高質(zhì)量圖像。 掃描電鏡可以對各種樣品成像，例如陶瓷、金屬、合金、半導體、高分子以及生物樣品等。然而，有些類型的樣品并沒那么容易成像，需要額外進行樣品制備以獲得高質(zhì)量圖像，包括給樣品鍍上一層約10納米(nm)厚的導電材料，如金、銀、鉑或鉻。 何時需要濺射鍍膜 鍍膜材料的高導電性可以提高掃描電鏡成像信噪比，使成像質(zhì)量更高。需要濺射鍍膜才能觀察的樣品通常對電子束敏感，不可導電。 束敏感樣品 主要指生物樣品，還包括塑料材料等其他類別。掃描電鏡電子束能量很高，與樣品相互作用時，部分能量主要以熱能的形式作用在樣品上。如果樣品是由對電子束敏感的材料制成，那么這種相互作用會破壞部分甚至整個樣品結(jié)構。在這種情況下，使用非電子束敏感材料進行濺射鍍膜可以起到保護層作用，防止樣品受損。 不導電材料 因其不導電的特性，其表面起到了電子陷阱的作用，導致電子在樣品表面積聚，也就是“荷電”現(xiàn)象，因此在樣品表面形成極白的區(qū)域，影響成像效果。使用濺射鍍膜技術，將導電材料作為導電通道，可移除表面積聚的電子。  （左圖）不導電樣品上的荷電效應 （右圖）該樣品表面濺射10nm金膜后的背散射電子圖像 樣品的濺射鍍膜也存在一些弊端。首先，需要額外的時間和精力來確定最佳鍍膜參數(shù)。最重要的是，鍍膜后樣品表面不再是原始材料，而是鍍膜材料，因此會丟失原子序數(shù)襯度信息。在某些極端情況下，該技術可能會造成樣品表面形貌失真或呈現(xiàn)虛假成分信息。 然而大多數(shù)情況下，只要謹慎選擇鍍膜參數(shù)，就能避免這些問題，獲得清晰高質(zhì)的圖像。 在過去，最常用的濺射鍍膜材料是金，因其導電率高、晶粒尺寸相對較小，利于形成高分辨率圖像。進行能譜分析時，掃描電鏡用戶通常會對樣品鍍碳，因為碳的X射線峰值不會與其他元素的峰值發(fā)生沖突。 如今，鎢、銥、鉻等鍍膜材料因粒度更細，可以滿足超高分辨率成像要求，而鉑、鈀、銀等鍍膜材料則具有可逆性的優(yōu)點。 為了獲得掃描電鏡的最佳成像，某些類型的樣品需要額外進行樣品制備。處理束敏感樣品和不導電樣品時，濺射鍍膜技術有利于獲得高質(zhì)量的掃描電鏡圖像。 背散射電子對掃描電子顯微鏡的成像作用 與光學顯微鏡不同，掃描電子顯微鏡（SEM）利用電子而不是光線生成所研究樣品的圖像。為了理解掃描電鏡的工作原理，我們必須了解背散射電子（BSEs）。 背散射電子是高能電子，可用于獲取樣品各元素分布的高分辨率圖像。 為了描述背散射電子是如何發(fā)揮作用的，可以假設圍繞地球旋轉(zhuǎn)的小行星不受萬有引力作用發(fā)生偏移回到太空。同樣，當樣品被原子轟擊時，一些帶負電的電子不受帶正電的原子核吸引，被反射或“背散射”出樣品。  入射電子與原子核相互作用后散射示意圖 背散射電子的產(chǎn)生隨元素質(zhì)量的不同而不同。一般來說，較重的元素其原子核更大，對入射電子的偏轉(zhuǎn)作用比較輕的元素更強烈。因此，與較輕的元素（如硅，其原子序數(shù)Z=14）相比，較重的元素（如銀，其原子序數(shù)Z=47）在掃描電鏡成像中顯得更亮，因為更多的背散射電子從樣品表面射出。  掃描電鏡下的太陽能電池成像，與較輕元素硅相比，較重元素銀顯得更亮。 通常將探測器直接置于樣品上方檢測背散射電子，這種探測器由半導體材料構成（通常是硅）。撞擊探測器的背散射電子激發(fā)硅電子，形成電子空穴對。半導體探測器只對高能電子敏感，因此可用于檢測背散射電子。 背散射電子產(chǎn)生的自由電子和電子空穴對可以在重組前被分離，從而產(chǎn)生電流。該電流可以通過電子電路進行測量，最終將其轉(zhuǎn)換為關于樣品元素信息的高分辨率圖像。 背散射電子圖像質(zhì)量可以根據(jù)研究人員的目標隨意調(diào)節(jié)。例如，使用更高的加速電壓，電子穿透深度會增加，使得樣品表面的薄膜層難以觀察。如果研究人員想要研究樣品表面薄膜層，就必須使用較低加速電壓的入射電子束。  背散射電子可用于獲取樣品元素的高分辨率圖像。通過清楚地了解背散射電子的工作原理和操縱變量，用戶可以獲取高分辨率圖像用于研究所需。 以上是關于掃描電鏡SEM樣品制備技巧的相關介紹，更多測試需求請聯(lián)系鑠思百檢測工程師。 |
