电子显微镜(EM)是探索微观/纳米结构的重要工具。为了确保样品在不同类型的电子显微镜下呈现出高分辨率和清晰的图像,需要在样品表面进行导电薄膜的制备。薄膜的靶材制备和选择直接影响成像质量,因此了解不同材料(靶材)的特性和适用场景非常重要。
电子显微镜(EM)是探索微观/纳米结构的重要工具。为了确保样品在不同类型的电子显微镜下呈现出高分辨率和清晰的图像,需要在样品表面进行导电薄膜的制备。薄膜的靶材制备和选择直接影响成像质量,因此了解不同材料(靶材)的特性和适用场景非常重要。

靶材材料选择
1.金(Au)
金是电子显微镜样品中最常用的导电涂层材料选择,特别适用于在30,000倍以上的放大倍率下进行成像。金导电层具有优异的电导性,并且颗粒尺寸较小(约5 nm),这使得它在高分辨率成像中非常有效。金是不氧化的材料,适合使用低真空溅射系统进行涂层。VPI的SD-900M磁控溅射镀膜仪是一款适合用于金涂层(靶材)沉积的镀膜系统,它能够为电子显微镜样品提供优质的金属涂层,确保高分辨率图像的稳定性。
2.碳(C)
碳常用于EDX分析中,作为金的替代材料。它的原子序数较小,不会影响X射线光谱,适用于需要避免X射线背景峰干扰的场合。VPI的SD-980脉冲式热蒸发镀膜仪是一款理想的设备,用于在低真空环境下沉积碳涂层,保证涂层的均匀性和质量。
3.铂(Pt)
铂材料提供较小的颗粒尺寸,适用于高放大倍率成像。铂的二次电子发射率非常高,适合用于高精度成像。铂的溅射速率较金低,通常需要在高真空环境中进行沉积、VPI的SD-900M低真空镀膜仪也可以相对实现样品制备的要求。
4.钯(Pd)
钯(靶材)涂层适用于低到中等放大倍率的成像。它的二次电子信号较金更低,但却是一种优秀的替代材料,尤其适用于EDX分析。钯具有较好的溶解性,可以从样品表面去除,便于实验研究人员在实验后将样品返回原始状态。
5.金/钯(Au/Pd)
金/钯合金(如60/40或80/20比例)通常用于获得比金更小的颗粒尺寸,特别适合在高真空条件下沉积。这种材料在高分辨率应用中非常有效(但不适用于EDX分析,因为钯会增加X射线峰)。
6.铬(Cr)
铬是常用的氧化材料,特别适用于半导体材料的导电层制备涂层。它能够提供非常细小的颗粒尺寸,适合用于高分辨率成像。由于铬在空气中容易氧化,它需要通过预溅射过程进行处理,VPI的SD-650MH 高真空磁控溅射镀膜仪适合进行Cr靶材的溅射、以及样品制备,同时除氧化物并确保涂层的纯度。

哪些样品需要涂层?
1.敏感样品
某些样品(如生物样品)可能在暴露于高能电子束时会受到损伤,因此需要通过涂覆一层保护性薄膜来减少辐射对其的影响。
2.非导电样品
非导电样品的表面会因电子束的撞击而积累电荷,导致表面电荷积聚。为了解决这一问题,薄的导电涂层(如金、铂或碳涂层)可以帮助去除多余的电荷,从而保证样品的稳定成像。