掃描電鏡與樣品的電導性有關嗎？
日期：2025-01-14
掃描電鏡（SEM）與樣品的電導性密切相關。樣品的電導性會影響電子束與樣品表面相互作用的方式，從而影響成像質量和樣品的觀察效果。下面是一些具體影響和原因：
1. 靜電荷積累
掃描電鏡的工作原理是用電子束掃描樣品表面，電子束與樣品表面相互作用后產生各種信號（如二次電子、背散射電子等）供成像和分析。對于 非導電材料，當電子束擊中樣品時，電子無法迅速從樣品表面流走，導致 靜電荷積累。這種積累的靜電荷會使樣品表面帶電，導致以下問題：
圖像失真：靜電荷積累會使樣品表面產生電場，影響電子束的聚焦，導致圖像模糊或失真。
掃描不穩定：靜電荷的積累會使樣品的電勢發生變化，進而影響電子束的掃描路徑，導致成像的不穩定。
2. 電導性好的樣品
對于 導電材料，如金屬或碳材料，電子束能夠順利地從樣品表面逸出，避免了靜電荷積累的問題。因此，導電樣品一般能提供更穩定、更高質量的圖像。
3. 表面涂層
為了避免靜電積累的影響，通常對 非導電樣品 進行 表面涂層，例如涂上一層薄的導電材料（如金、鉑、碳等）。這種涂層可以幫助導出樣品表面的靜電荷，避免影響電子束的掃描，改善圖像質量。
金屬涂層：金屬涂層可以提高樣品的導電性，減少靜電積累。金屬涂層的厚度需要控制，以免遮擋樣品的微觀結構。
碳涂層：碳涂層也是常用的導電涂層，通常用于需要較少干擾的樣品。碳涂層不會完全覆蓋樣品的表面特征，因此適用于需要細致觀察的非導電樣品。
4. 電子束的散射與反射
對于高電導性的材料（如金屬），電子束在與樣品相互作用時，能夠更容易地被 背散射 或反射，從而影響二次電子的生成。相比之下，非導電材料（如塑料或陶瓷）更容易發生 二次電子的發射，因此生成的信號較為強烈，有時可能導致成像質量更好，尤其是在低電壓模式下。
5. 低電壓掃描
對于非導電樣品，使用較低電壓（比如幾千伏特）進行掃描有助于減少靜電荷的積累，同時也能提高圖像的分辨率，因為低電壓下二次電子的生成更為有效。不過，低電壓掃描通常需要更好的 樣品制備，包括適當的導電涂層和表面平整度。
6. 增益和放大設置
電導性差的樣品可能需要 提高增益 或調節 掃描參數 來補償信號的減弱。例如，增加電子束的強度或改變掃描速率，以便更清晰地觀察非導電樣品的表面結構。
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作者：澤攸科技