掃描電鏡（SEM）用途廣泛，幾乎不需要樣品制備就可提供各種樣品的納米級(jí)信息。然而有時(shí)候，必須先對(duì)樣品進(jìn)行濺射鍍膜才能使用掃描電鏡獲取高質(zhì)量圖像。

掃描電鏡可以對(duì)各種樣品成像，例如陶瓷、金屬、合金、半導(dǎo)體、高分子以及生物樣品等。然而，有些類(lèi)型的樣品并沒(méi)那么容易成像，需要額外進(jìn)行樣品制備以獲得高質(zhì)量圖像，包括給樣品鍍上一層約10納米(nm)厚的導(dǎo)電材料，如金、銀、鉑或鉻。

何時(shí)需要濺射鍍膜

鍍膜材料的高導(dǎo)電性可以提高掃描電鏡成像信噪比，使成像質(zhì)量更高。需要濺射鍍膜才能觀察的樣品通常對(duì)電子束敏感，不可導(dǎo)電。

束敏感樣品

主要指生物樣品，還包括塑料材料等其他類(lèi)別。掃描電鏡電子束能量很高，與樣品相互作用時(shí)，部分能量主要以熱能的形式作用在樣品上。如果樣品是由對(duì)電子束敏感的材料制成，那么這種相互作用會(huì)破壞部分甚至整個(gè)樣品結(jié)構(gòu)。在這種情況下，使用非電子束敏感材料進(jìn)行濺射鍍膜可以起到保護(hù)層作用，防止樣品受損。

不導(dǎo)電材料

因其不導(dǎo)電的特性，其表面起到了電子陷阱的作用，導(dǎo)致電子在樣品表面積聚，也就是“荷電”現(xiàn)象，因此在樣品表面形成極白的區(qū)域，影響成像效果。使用濺射鍍膜技術(shù)，將導(dǎo)電材料作為導(dǎo)電通道，可移除表面積聚的電子。

（左圖）不導(dǎo)電樣品上的荷電效應(yīng)

（右圖）該樣品表面濺射10nm金膜后的背散射電子圖像

濺射鍍膜的缺點(diǎn)

樣品的濺射鍍膜也存在一些弊端。首先，需要額外的時(shí)間和精力來(lái)確定Z佳鍍膜參數(shù)。Z重要的是，鍍膜后樣品表面不再是原始材料，而是鍍膜材料，因此會(huì)丟失原子序數(shù)襯度信息。在某些極端情況下，該技術(shù)可能會(huì)造成樣品表面形貌失真或呈現(xiàn)虛假成分信息。

然而大多數(shù)情況下，只要謹(jǐn)慎選擇鍍膜參數(shù)，就能避免這些問(wèn)題，獲得清晰高質(zhì)的圖像。

濺射鍍膜使用材料

在過(guò)去，Z常用的濺射鍍膜材料是金，因其導(dǎo)電率高、晶粒尺寸相對(duì)較小，利于形成高分辨率圖像。進(jìn)行能譜分析時(shí)，掃描電鏡用戶通常會(huì)對(duì)樣品鍍碳，因?yàn)樘嫉腦射線峰值不會(huì)與其他元素的峰值發(fā)生沖突。

如今，鎢、銥、鉻等鍍膜材料因粒度更細(xì)，可以滿足超高分辨率成像要求，而鉑、鈀、銀等鍍膜材料則具有可逆性的優(yōu)點(diǎn)。

為了獲得掃描電鏡的Z佳成像，某些類(lèi)型的樣品需要額外進(jìn)行樣品制備。處理束敏感樣品和不導(dǎo)電樣品時(shí)，濺射鍍膜技術(shù)有利于獲得高質(zhì)量的掃描電鏡圖像。