掃描電鏡（SEM）在分析非導電材料時，需要特別處理，因為掃描電鏡依賴電子束與樣品表面的相互作用，非導電材料往往會積聚靜電荷，導致圖像質量下降或完全無法成像。為了解決這個問題，通常采取以下幾種方法：

1. 金屬鍍膜

原理：通過在樣品表面鍍上一層薄薄的導電金屬層（如金、鋁、鉑等），使樣品變得導電，從而避免電荷積聚。

方法：樣品放入真空鍍膜設備中，采用物理氣相沉積（PVD）或化學氣相沉積（CVD）等方式在樣品表面均勻鍍上一層導電金屬層。

鍍膜的厚度通常為幾納米到幾十納米，這樣既能有效避免電荷積聚，又不影響樣品的形態和結構。

優點：這種方法簡單有效，適用于大多數非導電樣品。

缺點：可能會改變樣品的表面形態，尤其是對于非常精細或脆弱的樣品，鍍膜可能會影響其原始結構。

2. 使用導電膠帶或導電膠

原理：將樣品固定在導電膠帶或導電膠上，避免樣品表面產生電荷積累。

方法：使用專門的導電膠帶（例如鍍金屬的導電膠帶）將非導電樣品固定在樣品架上，確保樣品的導電路徑通過膠帶與樣品架連接。

有時也會用導電膠（如導電碳膠）涂抹在樣品的接觸點或整個表面，保證其導電性。

優點：這種方法簡便且不需要復雜的設備。

缺點：可能對樣品的表面形態或某些敏感區域產生影響。

3. 降低加速電壓

原理：通過降低電子束的加速電壓，減少電子束對非導電材料的穿透深度，從而減少電荷積聚的可能性。

方法：調整掃描電鏡的加速電壓，選擇較低的電壓（如5kV或更低），以減少樣品表面的電荷積聚。

優點：不需要對樣品進行任何物理處理，對樣品的影響小。

缺點：低加速電壓會降低圖像的穿透能力和深度分辨率，因此可能影響樣品內部結構的分析。

4. 低真空模式（低氣壓模式）

原理：低真空模式通過在掃描電鏡腔室中保持一定的氣體壓力（如氮氣或水蒸氣）來減少電子束與樣品表面相互作用時的電荷積累。

方法：調節掃描電鏡的真空系統，將氣壓保持在低真空狀態（如0.1 Torr至0.3 Torr），通過氣體分子中和表面電荷，避免電荷積聚。

優點：適用于一些無法鍍膜的樣品，且對樣品的影響較小。

缺點：分辨率和圖像質量可能不如高真空模式，因此需要根據實際需求進行權衡。

5. 使用冷卻系統

原理：通過降低樣品的溫度，使其表面電荷的積累得以減少，避免因溫度升高而導致樣品的電荷積聚。

方法：將樣品冷卻到較低的溫度，通常使用冷臺或液氮冷卻系統。

優點：對某些樣品，特別是對熱敏感的非導電樣品，冷卻處理可能是一個有效的選擇。

缺點：冷卻設備可能較為復雜，而且冷卻可能會導致某些樣品發生變形或損壞。

6. 利用場發射掃描電鏡（FE-SEM）

原理：場發射掃描電鏡使用的是冷陰極電子源（場發射源），具有更高的亮度和更小的電子束直徑，因此對非導電樣品的處理能力更強，能在較低的加速電壓下獲得較高的分辨率，減少電荷積累問題。

方法：使用場發射電子源的掃描電鏡，通過調整工作條件，改善對非導電材料的成像質量。

優點：能夠在較低電壓下進行成像，減少對樣品的損傷，并且提高圖像的分辨率。

缺點：設備成本較高。

7. 電荷補償系統

原理：一些現代掃描電鏡配備有電荷補償裝置，它能夠通過電子束或離子束向樣品表面注入負電荷，平衡樣品表面的電荷積累。

方法：開啟電荷補償系統，該系統會在掃描過程中自動監控樣品的電荷狀態，并注入適當的電子或離子以中和樣品表面電荷。

優點：這種方法不需要對樣品進行額外的處理，可以保持樣品的原始狀態。

缺點：這種系統的效果可能受到樣品形態和材料的影響，并且有時可能需要額外的校準。

以上就是澤攸科技小編分享的掃描電鏡如何處理非導電材料樣品。更多掃描電鏡產品及價格請咨詢