sem掃描電鏡制樣

1、形貌形態(tài)，必須耐高真空。
例如有些含水量很大的細(xì)胞，在真空中很快被抽干水分，細(xì)胞的形態(tài)也發(fā)生了改變，無法對各類型細(xì)胞進行區(qū)分；
2、樣品表面不能含有有機油脂類污染物。
油污在電子束作用下極端容易分解成碳?xì)浠?，對真空環(huán)境造成極大污染。樣品表面細(xì)節(jié)被碳?xì)浠衔镎谏w；碳?xì)浠衔锝档土顺上裥盘柈a(chǎn)量；碳?xì)浠衔镂皆陔娮邮饴芬饦O大象散；碳?xì)浠衔锉晃皆谔綔y器晶體表面，降低探測器效率。對低加速電壓的電子束干擾嚴(yán)重。
3、樣品必須為干燥。
水蒸氣會加速電子槍陰極材料的揮發(fā)，從而極大降低燈絲壽命；水蒸氣會散射電子束，增加電子束能量分散，從而增大色差，降低分辨能力。
4、樣品表面必需導(dǎo)電。
在大多數(shù)情況下，初級電子束電荷數(shù)量都大于背散射電子和二次電子數(shù)量之和，因此多余的電子必須導(dǎo)入地下，即樣品表面電位必須保持在0電位。如果樣品表面不導(dǎo)電，或者樣品接地線斷裂，那么樣品表面靜電荷存在，使得表面負(fù)電勢不斷增加，出現(xiàn)充電效應(yīng)，使圖像畸變，入射電子束減速，此時樣品如同一個電子平面鏡。
5、在某些情況下，樣品制備變成重要的考慮因素。
若要檢測觀察弱反差機理，就必須消除強反差機理（例如，形貌反差），否則很難檢測到弱的反差。當(dāng)希望EBSD背散射電子衍射反差，I和II型磁反差或其他弱反差機理時，磁性材料的磁疇特性必需消除樣品的形貌。采用化學(xué)拋光，電解拋光等，產(chǎn)生一個幾乎消除形貌的鏡面。
特殊情況: 磁性材料，必須退磁。

二、掃描電鏡樣品的制備

1、塊狀樣品的制備
對于塊狀導(dǎo)電樣品，基本上不需要進行什么制備，只要其大小適合電鏡樣品底座尺寸大小，即可直接用導(dǎo)電膠帶把樣品黏結(jié)在樣品底座上，放到掃描電鏡中觀察，為防止假象的存在，在放試樣前應(yīng)先將試樣用丙酮或酒精等進行清洗，必要時用超聲波清洗器進行清洗。對于塊狀的非導(dǎo)電樣品或?qū)щ娦暂^差的樣品，要先進行鍍膜處理，否則，樣品的表面會在高強度電子束作用下產(chǎn)生電荷堆積，影響入射電子束斑和樣品發(fā)射的二次電子運動軌跡，使圖像質(zhì)量下降，因此這類樣品要在觀察前進行噴鍍導(dǎo)電層的處理，在材料表面形成一層導(dǎo)電膜，避免樣品表面的電荷積累，提高圖象質(zhì)量，并可防止樣品的熱損傷。

2、粉末樣品的制備
對于導(dǎo)電的粉末樣品，應(yīng)先將導(dǎo)電膠帶黏結(jié)在樣品座上，再均勻地把粉末樣撒在上面，用洗耳球吹去未黏住的粉末，即可用電鏡觀察。對不導(dǎo)電或?qū)щ娦阅懿畹?，要再鍍上一層?dǎo)電膜，方可用電鏡觀察。為了加快測試速度，一個樣品座上可以同時制備多個樣品，但在用洗耳球吹未黏住的粉末時，應(yīng)注意不要樣品之間相互污染。

對于粉末樣品的制備應(yīng)注意以下幾點:
A、盡可能不要擠壓樣品，以保持其自然形貌狀態(tài)。

B、特細(xì)且量少的樣品，可以放于乙醇或者合適的溶劑中用超聲波分散一下，再用毛細(xì)管滴加到樣品臺上的導(dǎo)電膠帶上(也可用牙簽點一滴到樣品臺上)，晾干或強光下烘干即開。
C、粉末樣品的厚度要均勻，表面要平整，且量不要太多，1g左右即可，否則容易導(dǎo)致粉末在觀察時剝離表面，或者容易造成噴金的樣品的底層部分導(dǎo)電性能不佳，致使觀察效果的對比度差。

3、半導(dǎo)體材料
一般的制備樣品方法都適合。但有些特殊的反差機制，如電壓反差，電子通道反差, 感生電流，樣品電流等，半導(dǎo)體材料需要特殊的制備。

4、金屬和陶瓷樣品

1）、形貌觀察
徹底的去除油污以避免碳?xì)浠衔锏奈廴尽３暡ㄇ逑礄C：溶劑為 丙酮、乙醇、甲苯等。溶劑不危害樣品表面形貌完整性是非常重要的。
確定樣品污染方法：在很高的放大倍數(shù)下觀察樣品，然后降低放大倍數(shù)（掃描電鏡為齊焦系統(tǒng)，高倍聚焦清楚，在低的倍數(shù)下不離焦），如果有污染，在低倍會觀察到原來高倍的掃描區(qū)域有明顯黑色痕跡。污染物沉積的速率和電子束照射區(qū)域的劑量有關(guān)，由于越高的放大倍數(shù)，相同掃描時間內(nèi)樣品單位面積電子束照射劑量越大。
絕緣樣品需要噴鍍導(dǎo)電膜：真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)和離子濺射鍍膜技術(shù)。實現(xiàn)導(dǎo)電，導(dǎo)熱，很大程度上增加二次電子發(fā)率。
1、導(dǎo)電率：
電阻率高的材料，在電子束入射下會迅速充電，而且形成相當(dāng)高的電位，使樣品某個區(qū)域絕緣擊穿，導(dǎo)致樣品表面電位發(fā)生變化，產(chǎn)生復(fù)雜的圖像假象，所謂充電效應(yīng)。表現(xiàn)為，低能二次電子被偏轉(zhuǎn)或者加速，在裂縫中，二次電子發(fā)射增加；嚴(yán)重的還會干擾物鏡磁場，引起象散不穩(wěn)定，亮度不均勻，和雜散的X射線信號；使得系統(tǒng)分辨率下降，分析能力下降。

2、減少熱損傷：
在正常觀察圖像時，電子探針的束流通常為nA級，所以對于大多數(shù)樣品，受熱不是問題。但對于陰極熒光，x射線顯微分析，探針電流往往是幾百nA甚至μA級別，熱效應(yīng)較為嚴(yán)重。樣品過渡受熱會表現(xiàn)為圖像掃描區(qū)域移動，不穩(wěn)定，還可能會破裂損壞。---電子束損傷。表現(xiàn)為，樣品起泡，龜裂，內(nèi)部出現(xiàn)孔洞，較高的束流引起，塑料，聚合物，生物樣品中的有機材料迅速分解，甚至造成大量元素?fù)p失。
3、二次電子和背散射電子發(fā)射：
絕緣樣品鍍一層10nm厚的Au層，能夠提高SE發(fā)射率。但對于某些含有堿土的金屬氧化物陶瓷，SE產(chǎn)額反而會減少低很多。
背散射電子觀察，如果鍍上一層重金屬，會掩蓋原子序數(shù)反差，因此常常利用一薄層地原子序數(shù)導(dǎo)體，蒸碳較為合適，這樣不會大量散射入射電子。
對于高分辨，低能量損失的信號，樣品必需鍍有在分辨率1nm時不會顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)的重金屬層，一般推薦，高熔點金屬，鉭或者鎢作為鍍層。
4、提高機械穩(wěn)定性：
顆粒樣品和脆性的有機材料鍍上一層碳后，可以被牢固的固定在樣品杯上。甚至可以不用膠帶固定，直接蒸鍍碳膜或者濺射金屬膜層，就能很好的固定。
5、未鍍膜的絕緣樣品幾種方法：
1）、低電壓操作--在反射率和二次電子產(chǎn)額等于1之間的電壓下操作，對于鎢燈絲掃描電鏡，電子束亮度相對高電壓會降低幾十倍，而且電子光學(xué)系統(tǒng)的像差亦會增大，這需要考慮掃描電鏡的潛能。
而對于場發(fā)射掃描電鏡來說，在低加速電壓下，也可以獲得好的分辨率；在樣品表面增加離子，中和表面累積電荷，可采用低真空樣品室，獲得等離子氣體；含水樣品可以采用冷凍臺，直接觀察，有賴于樣品中的水分有足夠的電導(dǎo)率。
2）、成分像或者原子序數(shù)反差：
當(dāng)我們需要研究弱反差機制（兩個相之間的平均原子序數(shù)相差很小）的時候，必需消除樣品形貌的反差影響。對樣品進行拋光。
3）、WDS化學(xué)元素顯微定量分析：需要非常光滑的表面，機械拋光，電解拋光，化學(xué)處理等等。
4）、冶金金相顯微結(jié)構(gòu)：機械拋光，腐蝕。
5）、斷口顯微分析：采用低速金剛石鋸，或者線切割取樣，對材料產(chǎn)生最小的熱量和機械損傷。
一般把樣品用螺絲固定在樣品托上，或者用雙面導(dǎo)電膠帶粘在樣品托上。對于用環(huán)氧樹脂或者膠木鑲嵌的樣品，必須保證樣品能很好的導(dǎo)電和接地。

5、地質(zhì)樣品
地質(zhì)礦物樣品是典型的非導(dǎo)電樣品，噴鍍導(dǎo)電膜是必要的。也可以使用低加速電壓模式，或者環(huán)境掃描電鏡。

6、電子材料和器件
直接觀察一般都是令人滿意的。采用低加速電壓模式效果更好。當(dāng)然也需要噴鍍情況要，高加速電壓的高分辨模式觀察。
X射線能譜分析，往往比較難做。因為其特征往往很薄小于1微米，必需選擇合適的加速電壓，否則得不到好結(jié)果。

7、黏土，沙子，土壤
樣品制備需要從兩個方面考慮
有機成分
無機成分
只有環(huán)境掃描電鏡才可以直接觀察兩種成分。
其他的掃描電子顯微鏡分析系統(tǒng)都需要對樣品進行干燥。干燥方法如下：

·烘箱干燥
·空氣自然干燥
·真空干燥
·置換干燥，
·冷凍干燥
·臨界點干燥

8、顆粒和纖維
特點為大多數(shù)非導(dǎo)電樣品，在電鏡觀察時候，往往靜電排斥作用，機械不穩(wěn)定。所謂樣品漂移！ 小于1微米的尺度，電子束可能穿透樣品，隨后基底散射產(chǎn)生的信號，將使得圖像反差降低。同時X射線信號會增加基地的成分。
超聲波振蕩分散：一定量樣品放入分散劑中進行分散，分散劑中往往加入表面活性劑。

樹脂分散： 把顆粒樣品鑲嵌在樹脂中。

用碳導(dǎo)電膠帶，直接沾一些顆?；蛘呃w維。絕緣的樣品噴鍍導(dǎo)電膜。

9、生物樣品
掃描電子顯微鏡樣品的制備，必須滿足以下要求：①保持完好的組織和細(xì)胞形態(tài)；③充分暴露要觀察的部位；④良好的導(dǎo)電性和較高的二次電子產(chǎn)額；⑤保持充分干燥的狀態(tài)。
某些含水量低且不易變形的生物材料，可以不經(jīng)固定和干燥而在較低加速電壓下直接觀察，如動物毛發(fā)、昆蟲、植物種子、花粉等，但圖象質(zhì)量差，而且觀察和拍攝照片時須盡可能迅速。對大多數(shù)的生物材料，則應(yīng)首先采用化學(xué)或物理方法固定、脫水和干燥，然后噴鍍碳與金屬以提高材料的導(dǎo)電性和二次電子產(chǎn)額。

化學(xué)方法制備樣品
化學(xué)方法制備樣品的程序通常是：清洗、化學(xué)固定、干燥、噴鍍金屬。
1、清洗：某些生物材料表面常附血液、細(xì)胞碎片、消化道內(nèi)的食物殘渣、細(xì)菌、淋巴液及粘液等異物，掩蓋著要觀察的部位，因而，需要在固定之前用生理鹽水或等滲緩沖液等把附著物清洗干凈。亦可用5%碳酸鈉沖洗或酶消化法去除這些異物。
2、固定：通常采用醛類(主要是戊二醛和多聚甲醛)與四氧化鋨雙固定，也可用四氧化鋨單固定。四氧化鋨固定不僅可良好地保存組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而且能增加材料的導(dǎo)電性和二次電子產(chǎn)額，提高掃描電子顯微圖象的質(zhì)量。這對高分辨掃描電子顯微術(shù)是極端重要的。為增強這種效果，可用四氧化鋨-單寧酸或是四氧化鋨-珠叉二胼等反復(fù)處理材料，使其結(jié)合更多的重金屬鋨，這就是導(dǎo)電染色。
3、干燥：固定后通常采用臨界點干燥法。其原理是：適當(dāng)選擇溫度和壓力，使液體達(dá)到臨界狀態(tài)(液態(tài)和氣相間界面消失)，從而避免在干燥過程中由水的表面張力所造成的樣品變形。對含水生物材料直接進行臨界點干燥時，水的臨界溫度和壓力不能過高(37.4℃，218帕)。通常用乙醇或丙酮等使材料脫水，再用一種中間介質(zhì)，如醋酸戊酯，置換脫水劑，然后在臨界點干燥器中用液體或固體二氧化碳、氟利昂13以及一氧化二氮等置換劑置換中間介質(zhì)，進行臨界干燥。
4、噴鍍金屬：將干燥的樣品用導(dǎo)電性好的粘合劑或其他粘合劑粘在金屬樣品臺上，然后放在真空蒸發(fā)器中噴鍍一層50～300埃厚的金屬膜，以提高樣品的導(dǎo)電性和二次電子產(chǎn)額，改善圖象質(zhì)量，并且防止樣品受熱和輻射損傷。如果采用離子濺射鍍膜機噴鍍金屬，可獲得均勻的細(xì)顆粒薄金屬鍍層，提高掃描電子圖象的質(zhì)量。