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技術應用 | Application Notes

2022/0122

【COXEM】在台式 SEM 中分析非導電樣品

近年來,電子顯微鏡市場增長最快的部分是台式掃描電鏡。隨著這些工具繼續獲得廣泛接受,用戶通常需要對非導電樣品進行成像。


對非導電樣品進行成像可能具有挑戰性,因為這些樣品會受到稱為電荷起電或簡單充電的現象的影響。電荷帶電現像是由電子束照射時樣品上的負電荷積聚引起的。如果樣品不導電(或導電性差),這些電荷會導致圖像失真和對比度不規則。
為了防止樣品充電,可以使用幾種方法。最常見的方法是在樣品上塗​​上一層薄的導電膜,通常是碳或金屬。雖然這種方法改善了成像,但它也改變了樣品表面的化學成分。此外,用戶必須考慮塗層厚度和粒度,以確保獲得滿意的效果。最後,一些樣本不能更改或摻假,必須在其自然狀態下成像。對於這些類型的樣品,我們可以嘗試在較低的加速電壓下對它們進行成像,以最大限度地減少充電效應。雖然這種方法在 FE-SEM 中有效,但在典型的鎢 SEM 中效果較差
該問題的另一種解決方案是使用低真空模式(LV 模式)。LV 模式使您能夠在幾乎任何環境中簡單地獲取圖像而無需預處理或塗層。LV 模式的工作原理是將樣品室置於低真空狀態,同時將色譜柱和電子源保持在高真空狀態。腔室中的空氣與入射和反射電子之間的相互作用導致產生正離子,改變樣品的電荷平衡併中和样品表面積累的負電荷。

圖 1. HV 模式下的頭髮圖像(左)/ LV 模式下的頭髮圖像(右)。圖片來源:COXEM Co. Ltd.

圖 2. HV 模式下的面罩圖像(左)/ LV 模式下的面罩圖像(右)。圖片來源:COXEM Co. Ltd.

圖 3. HV 模式下的紙張圖像(左)/ LV 模式下的紙張圖像(右)。圖片來源:COXEM Co. Ltd.

圖 4. HV 模式下的膠原蛋白支架圖像(左)/ LV 模式下的膠原蛋白支架圖像(右)。圖片來源:COXEM Co. Ltd.

上圖比較了在 EM-30N 上從 HV 模式和 LV 模式獲得的圖像。在同一樣品中,在 HV 模式下,由於電荷帶電現象,圖像出現失真,而在 LV 模式下,圖像清晰清晰。特別是對於結構複雜的纖維樣品,由於遠離表面的區域塗層較差且不均勻,可能會發生部分電荷帶電。通過使用 LV 模式,無論樣品的結構如何,您都可以獲得清晰的圖像。
COXEM 的台式 SEM (EM-30N) 提供 HV 或 LV 模式選擇。通過從 GUI 中選擇 LV 模式,模式將自動更改,您可以獲得不帶塗層或使用特殊樣品架的非導電樣品的圖像。此外,COXEM 開發了可變壓力 (VP) 模式,因此用戶可以確定每個樣品的最佳真空度。這使您可以靈活地獲取各種非導電樣品的圖像,例如生物材料、潮濕或骯髒的樣品,以及由於高真空的影響而無法在其自然狀態下成像的任何樣品。VP 模式也將在 COXEM 最新的桌面產品線 EM-50 中提供。
通過添加低真空和可變壓力模式,COXEM 能夠將其台式系統的應用擴展到迄今為止由相對昂貴和復雜的全尺寸 SEMS 服務的領域。如需有關全系列 COXEM 台式 SEM 的更多信息,包括可變壓力系統,請聯繫您當地的 COXEM 代表。

 

★ 原文文章出處請參閱  https://www.xelectrix-power.com/en/news-events/news-events-details/news/winning-big-see-product-design-award-2021/