在掃描電鏡（SEM）成像中，充電效應(yīng)是指電子束照射在非導(dǎo)電樣品表面時(shí)，部分電子無(wú)法被導(dǎo)出，導(dǎo)致電荷累積，引發(fā)圖像偽影、對(duì)比度失真、漂移等問(wèn)題。有效控制充電效應(yīng)可以通過(guò)以下幾種方法：

1. 降低加速電壓

原理：低加速電壓（1-5 kV）會(huì)減少電子束的穿透深度，使電子在樣品表面的停留時(shí)間更短，降低充電的積累。

方法：在樣品材質(zhì)允許的情況下，逐步降低加速電壓至高質(zhì)量成像。較低的電壓不僅減少了充電效應(yīng)，還能獲得表面細(xì)節(jié)更清晰的圖像。

2. 使用環(huán)境掃描電鏡（ESEM）

原理：環(huán)境掃描電鏡在樣品腔室內(nèi)保留少量氣體（如水蒸氣、氮?dú)猓?，電子束與氣體分子碰撞產(chǎn)生的二次電子與樣品電荷相互中和，減弱充電效應(yīng)。

方法：在ESEM中使用低氣壓（通常幾百帕）來(lái)提供中和電荷的環(huán)境，不僅可以觀察非導(dǎo)電樣品，還能避免金屬鍍層的使用。

3. 鍍導(dǎo)電層

原理：在非導(dǎo)電樣品表面鍍一層薄的導(dǎo)電材料（如金、鉑、碳），使電子束與樣品之間的電荷得以導(dǎo)出。

方法：使用噴鍍或蒸鍍的方法在樣品上形成厚度為幾納米的導(dǎo)電膜。選擇導(dǎo)電層的材料時(shí)，通常根據(jù)樣品的敏感性來(lái)選擇低原子序數(shù)（如碳）或高原子序數(shù)（如金）的材料，以減少對(duì)樣品本身特性的影響。

4. 增加電子束的掃描速度

原理：加快電子束在樣品表面的掃描速度，減少每個(gè)像素點(diǎn)的曝光時(shí)間，能減輕充電的累積。

方法：選擇較高的掃描速度或較低的幀數(shù)采集圖像。雖然圖像質(zhì)量可能稍微降低，但充電效應(yīng)會(huì)明顯減弱，特別適合初步觀察和定位樣品。

5. 調(diào)整樣品的傾斜角度

原理：適當(dāng)傾斜樣品可以增加部分二次電子和反射電子的逃逸幾率，從而減少表面電荷的累積。

方法：在SEM樣品臺(tái)上將樣品傾斜一定角度（如15°到45°），優(yōu)化成像效果的同時(shí)，降低充電效應(yīng)。但需要注意傾斜角度會(huì)影響圖像比例，應(yīng)調(diào)整參數(shù)以適應(yīng)變化。

6. 使用低電流模式

原理：降低電子束的電流（降低束流）可減少單位時(shí)間內(nèi)注入樣品的電荷量，從而控制充電效應(yīng)。

方法：在掃描電鏡設(shè)置中選擇低電流模式，調(diào)節(jié)束流至最小化充電偽影的電流水平。

7. 使用充電中和系統(tǒng)（如果電鏡配備有該功能）

原理：一些現(xiàn)代SEM配備充電中和系統(tǒng)，通過(guò)注入低能電子或氣體離子來(lái)中和樣品表面的正電荷。

方法：根據(jù)儀器的操作手冊(cè)，激活充電中和系統(tǒng)，并調(diào)整中和電子或離子注入量至適合成像的水平。

以上就是澤攸科技小編分享的如何控制掃描電鏡成像中的充電效應(yīng)。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價(jià)格請(qǐng)咨詢15756003283(微信同號(hào))。