Axia钨灯丝扫描电镜在纤维不导电样品上的解决方案(二)

 

上期中我们着重介绍了Axia拍摄纤维样品时,在样品喷金的条件下,所获得的高质量图片,以及能谱相关成分信息。通常,对于纤维、纸张这样导电性差的样品,在电镜高能电子束连续扫描过程中,样品表面会逐渐累积负电荷,严重时产生荷电效应,造成图像晃动、亮度突变的问题。解决这一问题通常的方法是在样品表面镀一层金膜或者碳膜以提高样品的导电性。然而,这一过程费时费力,对于样品的微观形貌细节也会造成影响,尤其是对于珍贵样品或者还需要进行能谱分析等原位观察的样品,镀膜会对样品造成不可逆转的破坏。


因此,喷金并非不导电样品的优选方法。低真空模式同样适用于不导电样品。低真空模式在处理非导电样品时具有多个优势,它可以实现无电荷成像还可以提高材料对比度,并使用更高的电子束流进行化学分析。低真空扫描电镜技术是通过在样品室内通入少量的气体/水蒸气实现的。少量的空气进入扫描电镜样品室,在电子和气体分子之间通过碰撞产生正离子,当这些正离子电流达到样品完全抵消全部负电荷时,也就是出现了所谓的电荷平衡,从而消除了样品表面的荷电效应。
上图1~4是纤维样品在不喷金,低真空模式下拍摄的图片。1、2为背散射图像,3、4为二次电子图像,在两种图像模式下,Axia均表现出优异的成像功能。AxiaChemiSEM提供的低真空模式,可调节压力到zui高150Pa,支持各种不同的样品。



然而,低真空模式也并非始终是优选,在突出样品表面细节时,需要较低的着陆能 量,否则这些细节会随着高加速电压而变平。例如观察纤维制品时,不经过镀导电膜,看原始形态,将电压下调到1kV或以下,既满足样品少放电,又有足够的信号强度。图5~8为低电压下的纤维形貌,可清楚看到纤维形态的差异,与高电压下的图像相比,纤维表面突显出更细微的结构,表面的颗粒感变得更为明显。通过对比,我们可以看到,Axia在1KV电压下的成像效果丝毫不落后于场发射低电压下的成像效果。AxiaChemiSEM提供了有效的减少电荷策略,允许在高真空、电子束减速(BD)模式下为电子束敏感样品成像。电子束减速是一种光学模式,其中用施加在样品架上的负电位使样品产生偏压,使原电子在着陆前减速。因为加速电压高于着陆能 量,所以可提高最终分辨率。此外,电子束减速模式能够检测到几乎平行于样品表面的低角度背散射电子(低角度BSE),从而提高了表面的拓扑结构。工业和先进的材料表征通常会处理未知材料和应对各种各样的要求。因此,全面的解决方案、分析功能和处理绝缘或电子束敏感样品的能力显得尤为重要。全新的AxiaChemiSEM具有全面的性能,可为不同类型材料的表征提供最多的信息。


参考文献:
[1]周广荣.低真空扫描电镜技术在材料研究中的应用[J].分析仪器,2012(06):39-42.
[2]吴东晓,张大同,郭莉萍.扫描电镜低电压条件下的应用[J].电子显微
报,2003(06):655-656.

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