摘要：當今社會，掃描電鏡在生產和研究工作中的應用越來越普遍，對于掃描電鏡的操作者來說，在制備樣品時在某些品上鍍膜是一件理所當然的事情，但是，大多數掃描電鏡測試需求者對鍍膜這一前處理工作不甚清楚，本文簡要介紹掃描電鏡樣品制備時鍍膜的原因，以及現今一些鍍膜技術。

關鍵詞：掃描電鏡；鍍膜；真空蒸發；離子濺射

1 引言

掃描電鏡是一種具有多項用途，應用最為廣泛的新型電子光學儀器。數十年來，隨著科學技術的發展，掃描電鏡已成為檢測物質性能的重要手段，其已廣泛地應用在金屬、陶瓷、半導體等材料的顯微形貌觀察、相組織與晶體結構分析及其他項目的研究中，是不可替代的設備。它具有制樣簡單、放大倍數可調范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點。而在其制樣過程中，鍍膜是非常關鍵的一步，特別是對于不導電的材料。

2 機理介紹

對于不導電的材料，為何需要鍍膜，這與掃描電鏡的工作原理有關。掃描電鏡的工作原理是利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描，激發出各種物理信息。通過對這些信息的接收、放大和顯示成像，獲得測試樣品表面形貌。而對于非導電樣品，由于其絕緣電阻非常大，當其在電子束的連續掃描下時，表面會逐漸積累負電荷，形成相當高的負電場，排斥入射電子，二次電子發射不穩定，并隨機偏轉二次電子軌跡，影響探測器的接收，這時就會造成圖像的晃動，圖像亮點突變，或者是出現無規則的明亮條紋等現象，這些就是所謂的荷電效應（如圖1所示，未鍍膜時樣品表面有電荷積累，產生亮點），也稱充電效應。在樣品表面鍍上一層導電薄膜就是為了解決這一問題。

PCBA未鍍膜	PCBA鍍Pt膜
圖1. PCBA板鍍膜前后圖像

樣品表面鍍上一層導電薄膜后可以提高樣品的導電性，表面的負電荷通過導電膜釋放入地，消除荷電現象。電荷釋放的前提是膜層必須與金屬樣品臺連接，形成導電通道。目前實驗室采用較多是離子濺射鍍膜工藝，所鍍導電材料選擇較多的為C、Au、Pt。對于這三種元素均有其優缺點：

i.C膜均勻性好、導電導熱效率高，與Au、Pt想較來說其是最經濟的材料，只是C膜的二次電子的產率比較低，不適用于需要拍攝高倍圖像的樣品；

ii.Au膜的二次電子產率較高，覆蓋性好，鍍膜容易，是最常用的材料，但是Au膜顆粒較大，高倍下觀察時會看到明顯島狀結構，這是一種假象。鍍Au膜適用于中低范圍的分辨率、兩萬倍以下的圖像；

iii.與Au膜相較而言，Pt膜消除荷電的能力次之，但其顆粒較Au膜小，對于高分辨率圖像也適用。

3 結論

總之，對于需要進行成分分析的樣品來說，C膜的影響是最小的，但是對于不含所用導電材料的樣品，鍍導電膜對其分析結果的影響不會太大。當然除了以上三種導電材料還有其他導電材料，這里就不一一介紹了。實驗室在選擇鍍膜材料時可根據自身需要、常接觸樣品的特性及其成分來進行選擇。

參考文獻

張大同.《掃描電鏡與能譜儀分析技術》

JY/T 010-1996 分析型掃描電子顯微鏡方法通則

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