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      掃描電鏡的樣品尺寸和厚度有哪些限制

      日期:2025-05-07

      掃描電鏡(SEM)對樣品尺寸和厚度的限制主要取決于其腔室設計、樣品臺承載能力、探測器類型以及電子束穿透深度等因素。以下是詳細的限制條件和優化建議:

      1. 樣品尺寸限制

      (1) 常規SEM的典型要求

      最大尺寸:

      通常樣品直徑 ≤ 5~10 cm(如標準樣品臺適配1 cm2的樣品)。

      超大樣品需特殊樣品臺或切割處理(如部分場發射SEM支持15 cm寬度)。

      高度限制:

      一般 ≤ 5~10 mm(避免碰撞探頭或探測器)。

      若樣品過高,需傾斜樣品臺或使用低工作距離模式。

      (2) 特殊場景

      大尺寸樣品(如PCB、巖石):

      使用可移動樣品臺或分段掃描后拼接圖像。

      環境SEM(ESEM)可部分放寬尺寸限制(無需真空密封)。

      微小樣品(如納米顆粒):

      需固定在導電基底(如硅片、銅網)上,避免漂移。

      2. 樣品厚度限制

      (1) 導電性樣品

      理論上無嚴格厚度上限,但需考慮:

      電子束穿透深度:通?!?1~5 μm(取決于加速電壓和材料原子序數)。

      信號收集效率:過厚樣品可能導致背散射電子(BSE)信號減弱。

      (2) 非導電性樣品

      厚度:≤ 1~2 mm(避免電荷積累導致圖像失真)。

      解決方案:

      噴鍍金/碳(5~20 nm)以增強導電性。

      使用低真空模式或ESEM減少充電效應。

      3. 關鍵影響因素

      (1) 電子束參數

      加速電壓:

      高電壓(如30 kV)可穿透更厚樣品,但可能損傷敏感材料。

      低電壓(≤5 kV)適合表面形貌觀察(減少穿透深度)。

      束流大?。焊呤骺商嵘旁氡?,但可能燒蝕有機樣品。

      (2) 樣品制備要求

      導電性:非導電樣品需噴鍍或使用導電膠(如銀漿)。

      平整度:凹凸過大(>5 mm)可能影響聚焦和景深。

      清潔度:油脂或污染物會導致假象(需超聲清洗或等離子處理)。


      TAG:

      作者:澤攸科技


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