【摘要】掃描電鏡通常使用10KV~30KV加速電壓工作,可獲得優質圖像;微區成分分析也能提供可靠的定性定量結果。然而對于某些熱敏或者導電性能差的樣品,如:半導體和器件、合成纖維、濺射或氧化薄膜、紙張、動植物組織、高分子材料等,有時不允許進行導電處理,而要求直接觀察。即可選用低電壓成像技術,選用1~5KV或更低的加速電壓進行成像。
在做掃描電子顯微鏡(SEM)測試時,工作人員在與很多同學溝通中了解到,好多同學對SEM測試不太了解,針對此,對網上海量知識進行整理,希望可以幫助到科研圈的伙伴們。
低電壓成像
掃描電鏡通常使用10KV~30KV加速電壓工作,可獲得優質圖像;微區成分分析也能提供可靠的定性定量結果。然而對于某些熱敏或者導電性能差的樣品,如:半導體和器件、合成纖維、濺射或氧化薄膜、紙張、動植物組織、高分子材料等,有時不允許進行導電處理,而要求直接觀察。即可選用低電壓成像技術,選用1~5KV或更低的加速電壓進行成像。
優點
1.增強樣品表面形貌和成分襯度
選用低加速電壓,即意味著使用低能電子束,入射樣品后受到散射的擴散區域小,相互作用區接近表面,有利于表面形貌成像。常規加速電壓觀察半導體或絕緣體時,樣品必須鍍導電膜,這時形貌襯度是唯一的成像襯度,膜層完全掩蓋了樣品不同元素出射電子產率的變化,不能觀察到樣品的成分襯度。選用低能電子束,樣品不用鍍膜,可直接觀察樣品的形貌和成分襯度,充分反映出材料的原貌。
2.減少或消除樣品的核電效應
3.減小電子束輻照損傷
缺點
空間電荷效應、電了光學系統像差、雜散磁場的影響使圖像分辨率低,質量下降。
某些非導電材料的合適低加速電壓值。
低真空成像
對于某些導電性差的材料,如半導體、集成電路、印制板、電腦零件、紙張、纖維、或者含水的動植物樣品,要求直接觀察微觀形貌,使用常規高真空(High vacuum,HV)成像受到限制,應該使用VP(Variable pressure,可變壓力模式)或EP(Extend pressure,擴展壓力模式)成像技術。
VP或EP模式,可以直接觀察不導電材料或動植物樣品。因為樣品室的真空度不太高,仍然有大量的氣體分子存在,入射電子和信號電子把樣品附近的氣體分子,諸如O、N電離,這些離子在附加電場作用下向樣品運動,中和表面積累的電子,消除荷電現象,選用較高的加速電壓仍然可以正常工作。此外,樣品制備簡單,可適合觀察放氣樣品,適合對非導電樣品直接進行成分檢測。
