掃描電鏡測試?利用聚焦電子束在樣品表面逐點掃描,通過檢測二次電子、背散射電子等信號獲得高分辨率的微觀形貌與成分信息。由于電子束與樣品相互作用依賴良好的導電性和真空兼容性,樣品制備與導電處理直接決定成像質量與測試成功率。
一、樣品制備基本要求?
尺寸與形狀?
樣品需能放入樣品倉且不與極靴或檢測器碰撞,常規(guī)臺式SEM樣品臺直徑多在10–32 mm范圍,高度<5 cm。不規(guī)則樣品需切割或修整,保證觀察面平整。
表面清潔?
去除油污、灰塵與松散顆粒,可用無水乙醇、丙酮等溶劑超聲清洗,必要時等離子清洗去除有機殘留。表面污染會在成像中產(chǎn)生假象或影響成分分析(EDS)。
機械穩(wěn)定性?
脆性材料(陶瓷、玻璃、半導體)需避免夾持應力導致微裂紋;柔軟或易變形樣品(聚合物薄膜、生物組織)要防塌陷或褶皺。
真空兼容性?
含水或易揮發(fā)樣品必須在低真空或環(huán)境SEM模式下觀察,或事先冷凍干燥、臨界點干燥以除去水分,防止真空下變形或放氣污染鏡筒。
二、導電處理方法?
電子束掃描非導電樣品時,電荷會在表面堆積(荷電效應),導致圖像畸變、亮度不均、漂移甚至損傷樣品。常用導電處理方式包括:
金屬鍍膜?
濺射鍍膜:用金、鉑、銥、鉻等靶材,在氬氣環(huán)境中濺射形成5–20 nm厚導電層,適合大多數(shù)非導電樣品。金膜導電性好、二次電子產(chǎn)率高,但熔點低、易受熱損傷;鉑/銥膜更耐高溫、適合高分辨或成分分析。
蒸發(fā)鍍膜:電子束或電阻加熱蒸發(fā)金屬,膜層均勻但厚度較難精確控制,多用于簡單幾何樣品。
導電膠/導電膠帶固定?
對小塊樣品可用銀膠或碳膠粘貼到樣品臺上,同時起到電連接作用,但僅適用于低倍或對導電性要求不高的觀察。
低電壓/低真空模式?
現(xiàn)代SEM可工作在低加速電壓(<5 kV)或可變壓力(環(huán)境SEM)模式,減少荷電效應,適合不耐鍍膜或需保真表面結構的樣品(如生物樣品)。
碳涂層?
用碳棒蒸發(fā)形成碳膜,導電性略低于金屬但化學惰性強、不影響EDS碳分析,適合需要元素分析的樣品。

三、特殊樣品的處理技巧?
粉末樣品:用導電膠固定在樣品臺,表面輕微壓實避免漂浮,必要時整體濺射鍍膜。
截面樣品:切割、研磨、拋光后需清洗并鍍膜,防止邊緣荷電。
生物樣品:化學固定、脫水、臨界點干燥后鍍膜,或采用冷凍斷裂/冷凍SEM直接觀察。
四、質量控制與注意事項?
鍍膜厚度應均勻,過厚會掩蓋表面細節(jié),過薄則荷電抑制不足。
鍍膜前確認樣品表面干燥且無溶劑殘留。
導電處理不得引入明顯形貌假象或污染成分信號。
掃描電鏡測試的樣品制備與導電處理是保證成像清晰、數(shù)據(jù)可靠的前提。通過合理修形、清潔、干燥與選擇適宜的導電方法(金屬或碳鍍膜、低電壓模式等),可有效抑制荷電效應,提高形貌與成分分析的質量,為材料、生物、半導體等領域的微觀研究提供堅實基礎。