应用案例｜高真空vs低真空扫描电镜微观形貌表征差异对比

扫描电子显微镜作为材料表征工具，广泛应用于材料科学、微电子、生物医学等领域。为了保证成像的分辨率和稳定性，通常采用高真空环境下对样品进行观察，高真空环境可以减少电子束受到气体分子的干扰，更适用于观察导电样品，但遇到非导电样品以及含水样品，如橡胶、陶瓷以及生物类样品时，会产生一系列问题，如荷电现象、图像漂移和景深变小等。

为解决此类问题，通常会对样品进行镀膜处理，常用的镀层元素有Pt、Au和C。但镀膜处理会使样品表面细节被覆盖，EDS定量分析的准确度受影响，以及某些样品后期无法重复利用。

纳克微束钨灯丝扫描电子显微镜（型号：SE-800）标配低真空模式，可实现高低真空的一键切换，无需镀膜处理即可观测导电性差或非导电的样品。

低真空环境是在样品腔室内引入少量气体分子（氮气、水蒸气等），入射电子束与样品相互作用时会激发信号，入射电子束和激发的信号会使气体分子电离产生正离子，这些正离子可中和样品表面积累的负电荷，进而减轻甚至消除荷电效应，保证了成像稳定清晰。

图片来源于SEM A to Z

以下是使用SE-800拍摄的一些典型案例，对比了高低真空下非导电样品的成像效果。

聚合物断口（高真空）

聚合物断口（低真空）

陶瓷（高真空）

陶瓷（低真空）

橡胶（高真空）

橡胶（低真空）

水泥（高真空）

水泥（低真空）

红花（高真空）

红花（低真空）