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如何判斷掃描電鏡的樣品是否需要噴金?

日期:2022-12-19 15:51:24 瀏覽次數(shù):229

工作原因,小編經(jīng)常會被問到諸如“你們電鏡能噴金嗎”、“這個樣品需要噴金嗎”、 “你們電鏡需要噴金嗎”等問題。
 

在這里,小編為大家一一解答。
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1. 你們電鏡能噴金嗎
 

市面上任何一款電鏡都無法噴金。對樣品噴金需要一種專門的設(shè)備,離子濺射儀(俗稱“噴金儀”)。它和掃描電鏡完全是兩種設(shè)備。
 

圖 1. 網(wǎng)絡(luò)上搜索到的各種各樣的噴金儀,這和我們平時所用的掃描電鏡完全不同。
 

圖 2. “噴金”的螞蟻樣本。在大部分情況下,觀察掃描電鏡(SEM)時并不需要這么厚的鍍層。
 

圖 3. 離子濺射儀的原理圖。稀薄氣體被高壓電離,產(chǎn)生正離子,被加速,轟擊靶材,產(chǎn)生原子團(tuán)簇,在樣品表面沉積成膜。


2. “這個樣品需要噴金嗎?”
 

通常來說,可以從以下三個方面判斷該樣品是否需要噴金
 

· 導(dǎo)電性
“噴金儀”*為大家所熟知的能力就是改善樣品導(dǎo)電性,避免荷電效應(yīng),從而改善圖像質(zhì)量。通常來說,塑料、橡膠、生物樣以及其他有機(jī)樣的導(dǎo)電性都比較差,建議做噴金處理。
 

· 導(dǎo)熱性
噴金儀在樣品表面形成一層金屬膜,不但可以改善導(dǎo)電性,也可以提高導(dǎo)熱性。如果樣品導(dǎo)熱性較差,在被電子束掃描時,會有較明顯的熱形變,從而導(dǎo)致圖像朝某一方向持續(xù)漂移,*終無法獲得清晰的照片。下次再看到圖像漂移時,可以把樣品退出來,試試噴金。
 

· 原子序數(shù)
當(dāng)使用背散射電子探測器(BSD)采集信號時,圖像襯度高度依賴于原子序數(shù)。即,樣品表面原子序數(shù)較大的區(qū)域,圖像越亮。如果樣品主要由輕元素組成,那么電鏡下的背散射像襯度可能不太理想。這時候,“噴金”就是個不錯的選擇。

 

圖 4. 背散射信號產(chǎn)率 η 與原子序數(shù) Z 的關(guān)系。Z 越大,信號越多。
 

注意:實(shí)際上噴金并不是萬能的,也不是噴的越厚越好。在實(shí)際使用時,高能離子對樣品的熱損傷、金膜過厚掩蓋成分襯度、金元素影響干擾能譜分析等,這些都是要考慮到的問題。
 

3. 飛納檢測不導(dǎo)電樣品需要噴金嗎
 

飛納電鏡可以配置**設(shè)計的降低荷電樣品杯,通過調(diào)節(jié)樣品區(qū)域真空度,消除樣品表面荷電,即使不噴金,也可以獲得不導(dǎo)電樣品的清晰照片,同時又保留了樣品原有的成分襯度信息。對于 Phenom XL 型號,進(jìn)一步優(yōu)化了真空系統(tǒng),內(nèi)置多種真空模式,可以針對樣品情況靈活選擇。
 

圖 5. 普通模式觀察頭發(fā)(**行);低真空模式觀察頭發(fā)(第二行);降低荷電樣品杯(右上)


參考資料:
 

1.https://www.google.com/search?q=sputter+coater&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiYhfC95JDjAhWRVs0KHYrOBNAQ_AUIECgB#imgrc=VEq4LWjj3YlYDM:
2. https://en.wikipedia.org/wiki/file:Aulacopone_relicta_casent0172182_profile_1.jpg
3. https://www.emsdiasum.com/microscopy/technical/datasheet/sputter_coating.aspx
4. 張大同,《掃描電鏡與能譜分析技術(shù)》,第四章,第二節(jié),第43頁,圖4-13


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