如何判断扫描电镜的样品是否需要喷金

工作原因，小编经常会被问到诸如“你们电镜能喷金吗”、“这个样品需要喷金吗”、 “你们电镜需要喷金吗”等问题。
 

在这里，小编为大家一一解答。
 

1. 你们电镜能喷金吗
 

市面上任何一款电镜都无法喷金。对样品喷金需要一种专门的设备，离子溅射仪（俗称“喷金仪”）。它和扫描电镜完全是两种设备。
 

图 1. 网络上搜索到的各种各样的喷金仪，这和我们平时所用的扫描电镜完全不同。
 

图 2. “喷金”的蚂蚁样本。在大部分情况下，观察扫描电镜（SEM）时并不需要这么厚的镀层。
 

图 3. 离子溅射仪的原理图。稀薄气体被高压电离，产生正离子，被加速，轰击靶材，产生原子团簇，在样品表面沉积成膜。

2. “这个样品需要喷金吗？”
 

通常来说，可以从以下三个方面判断该样品是否需要喷金
 

· 导电性
“喷金仪”最为大家所熟知的能力就是改善样品导电性，避免荷电效应，从而改善图像质量。通常来说，塑料、橡胶、生物样以及其他有机样的导电性都比较差，建议做喷金处理。
 

· 导热性
喷金仪在样品表面形成一层金属膜，不但可以改善导电性，也可以提高导热性。如果样品导热性较差，在被电子束扫描时，会有较明显的热形变，从而导致图像朝某一方向持续漂移，最终无法获得清晰的照片。下次再看到图像漂移时，可以把样品退出来，试试喷金。
 

· 原子序数
当使用背散射电子探测器（BSD）采集信号时，图像衬度高度依赖于原子序数。即，样品表面原子序数较大的区域，图像越亮。如果样品主要由轻元素组成，那么电镜下的背散射像衬度可能不太理想。这时候，“喷金”就是个不错的选择。

图 4. 背散射信号产率 η 与原子序数 Z 的关系。Z 越大，信号越多。
 

注意：实际上喷金并不是万能的，也不是喷的越厚越好。在实际使用时，高能离子对样品的热损伤、金膜过厚掩盖成分衬度、金元素影响干扰能谱分析等，这些都是要考虑到的问题。
 

3. 飞纳检测不导电样品需要喷金吗
 

飞纳电镜可以配置专利设计的降低荷电样品杯，通过调节样品区域真空度，消除样品表面荷电，即使不喷金，也可以获得不导电样品的清晰照片，同时又保留了样品原有的成分衬度信息。对于 Phenom XL 型号，进一步优化了真空系统，内置多种真空模式，可以针对样品情况灵活选择。
 

图 5. 普通模式观察头发（第一行）；低真空模式观察头发（第二行）；降低荷电样品杯（右上）

参考资料：
 

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. 张大同，《扫描电镜与能谱分析技术》，第四章，第二节，第43页，图4-13