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非導電樣品在SEM中如何避免充電效應?

日期:2025-04-29

在掃描電子顯微鏡(SEM)中,非導電樣品(如聚合物、陶瓷、生物材料等)容易出現充電效應,導致圖像發亮、偏移、拉伸、失真甚至無法成像。以下是有效的避免或減弱充電效應的方法:

一、樣品預處理方式

金屬噴鍍導電層

使用金、鉑、鈀、碳等材料對樣品進行 離子濺射鍍膜,形成薄而連續的導電膜層(通常幾納米厚)。

優點:有效導電、成像質量好。

注意:會覆蓋表面細節,不適用于需要表面成分分析(如EDS)場合。

使用導電膠固定樣品

將樣品用 導電碳膠 或 銅膠帶 粘接于樣品臺,并連接到接地端,形成良好的電子通路。

樣品表面碳涂層

使用碳蒸發或碳噴鍍方式生成薄導電層,適用于能譜分析需求(如EDS不希望引入金屬背景)。

二、成像參數優化

降低加速電壓(1–5 kV)

減少入射電子的穿透深度和表面電荷積累,低電壓成像能顯著減輕充電問題。

使用低束流(低探針電流)

減少單位時間內注入樣品的電子數量,降低電荷積累速度。

切換到環境掃描電鏡(ESEM)或低真空模式

在樣品腔內引入少量水汽或氣體,通過氣體分子的電離效應中和樣品表面電荷。

優點:無需金屬鍍膜,保留原始樣品形貌。

三、其他方法

斜角成像或減小入射角:可以減少束斑集中在非導電面。

圖像平均或積分掃描:減輕圖像漂移帶來的失真。

選擇適當的探測器:使用后散射電子(BSE)成像有時比次級電子(SE)對充電更敏感,可互相補充判斷。


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作者:澤攸科技


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