掃描電鏡能看什么類型的樣品?
日期:2025-05-08
掃描電鏡(SEM)能夠觀察多種類型的樣品,但其制備要求和成像效果因樣品性質(zhì)(導(dǎo)電性、耐電子束能力、含水量等)而異。以下是SEM適用的主要樣品類型及注意事項(xiàng):
1. 適用樣品類型
(1) 導(dǎo)電性材料
金屬、合金、導(dǎo)電陶瓷:
無需特殊處理,直接觀察表面形貌、晶界、斷口等(如鋁合金斷裂面、金屬鍍層)。
半導(dǎo)體材料:
可分析芯片結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線布局、缺陷(需低電壓避免損傷)。
(2) 非導(dǎo)電性材料
高分子、塑料、纖維:
需噴鍍金/碳(5~20 nm)以消除電荷積累(如聚合物薄膜、紡織品)。
陶瓷、玻璃、礦物:
噴鍍后觀察表面形貌或成分(如陶瓷孔隙、礦石微觀結(jié)構(gòu))。
(3) 生物樣品
干燥樣品:
昆蟲、植物組織、細(xì)菌等需先脫水、臨界點(diǎn)干燥(避免結(jié)構(gòu)坍塌)。
冷凍樣品:
含水樣品可通過冷凍SEM(Cryo-SEM)觀察近原生狀態(tài)(如細(xì)胞、冰晶)。
(4) 納米材料
納米顆粒、碳納米管、石墨烯:
分散在導(dǎo)電基底(如硅片、銅網(wǎng))上觀察尺寸和形貌(需高分辨率模式)。
(5) 復(fù)合材料與涂層
纖維增強(qiáng)材料、多層涂層:
可分析界面結(jié)合、層厚及缺陷(如碳纖維復(fù)合材料斷面)。
2. 不適用或需特殊處理的樣品
樣品類型 問題 解決方案
強(qiáng)磁性材料 干擾電子束 消磁處理或使用低磁場模式
含揮發(fā)物樣品 污染真空系統(tǒng) 預(yù)干燥或使用環(huán)境SEM(ESEM)
極軟材料 電子束損傷(如有機(jī)膜) 低電壓(≤5 kV)、快速掃描
厚絕緣體 電荷積累導(dǎo)致圖像畸變 噴鍍導(dǎo)電層或低真空模式
3. 樣品制備關(guān)鍵步驟
導(dǎo)電處理:
非導(dǎo)電樣品噴鍍金/鉑(形貌觀察)或碳(成分分析)。
干燥處理:
生物樣品需梯度脫水后臨界點(diǎn)干燥。
固定與切割:
脆性樣品(如陶瓷)需離子切割或聚焦離子束(FIB)制備平整斷面。
基底選擇:
粉末樣品粘附在導(dǎo)電膠帶或硅片上,避免團(tuán)聚。
4. 成像模式與信息獲取
二次電子(SE):表面形貌(分辨率可達(dá)1 nm)。
背散射電子(BSE):成分對比(原子序數(shù)差異)。
能譜(EDS):元素成分分析(需導(dǎo)電樣品)。
電子背散射衍射(EBSD):晶體取向分析(樣品需平整拋光)。
作者:澤攸科技