如何判斷掃描電鏡的樣品是否需要噴金？

工作原因，小編經常會被問到諸如“你們電鏡能噴金嗎”、“這個樣品需要噴金嗎”、 “你們電鏡需要噴金嗎”等問題。
 

在這里，小編為大家一一解答。
 

1. 你們電鏡能噴金嗎
 

市面上任何一款電鏡都無法噴金。對樣品噴金需要一種專門的設備，離子濺射儀（俗稱“噴金儀”）。它和掃描電鏡完全是兩種設備。
 

圖 1. 網絡上搜索到的各種各樣的噴金儀，這和我們平時所用的掃描電鏡完全不同。
 

圖 2. “噴金”的螞蟻樣本。在大部分情況下，觀察掃描電鏡（SEM）時并不需要這么厚的鍍層。
 

圖 3. 離子濺射儀的原理圖。稀薄氣體被高壓電離，產生正離子，被加速，轟擊靶材，產生原子團簇，在樣品表面沉積成膜。

2. “這個樣品需要噴金嗎？”
 

通常來說，可以從以下三個方面判斷該樣品是否需要噴金
 

· 導電性
“噴金儀”*為大家所熟知的能力就是改善樣品導電性，避免荷電效應，從而改善圖像質量。通常來說，塑料、橡膠、生物樣以及其他有機樣的導電性都比較差，建議做噴金處理。
 

· 導熱性
噴金儀在樣品表面形成一層金屬膜，不但可以改善導電性，也可以提高導熱性。如果樣品導熱性較差，在被電子束掃描時，會有較明顯的熱形變，從而導致圖像朝某一方向持續漂移，*終無法獲得清晰的照片。下次再看到圖像漂移時，可以把樣品退出來，試試噴金。
 

· 原子序數
當使用背散射電子探測器（BSD）采集信號時，圖像襯度高度依賴于原子序數。即，樣品表面原子序數較大的區域，圖像越亮。如果樣品主要由輕元素組成，那么電鏡下的背散射像襯度可能不太理想。這時候，“噴金”就是個不錯的選擇。

圖 4. 背散射信號產率 η 與原子序數 Z 的關系。Z 越大，信號越多。
 

注意：實際上噴金并不是萬能的，也不是噴的越厚越好。在實際使用時，高能離子對樣品的熱損傷、金膜過厚掩蓋成分襯度、金元素影響干擾能譜分析等，這些都是要考慮到的問題。
 

3. 飛納檢測不導電樣品需要噴金嗎
 

飛納電鏡可以配置**設計的降低荷電樣品杯，通過調節樣品區域真空度，消除樣品表面荷電，即使不噴金，也可以獲得不導電樣品的清晰照片，同時又保留了樣品原有的成分襯度信息。對于 Phenom XL 型號，進一步優化了真空系統，內置多種真空模式，可以針對樣品情況靈活選擇。
 

圖 5. 普通模式觀察頭發（**行）；低真空模式觀察頭發（第二行）；降低荷電樣品杯（右上）

參考資料：
 

1.https://www.google.com/search?q=sputter+coater&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiYhfC95JDjAhWRVs0KHYrOBNAQ_AUIECgB#imgrc=VEq4LWjj3YlYDM:
2. https://en.wikipedia.org/wiki/file:Aulacopone_relicta_casent0172182_profile_1.jpg
3. https://www.emsdiasum.com/microscopy/technical/datasheet/sputter_coating.aspx
4. 張大同，《掃描電鏡與能譜分析技術》，第四章，第二節，第43頁，圖4-13