臺式掃描電鏡樣品荷電引發圖像失真
日期:2026-09-16
臺式掃描電鏡在觀測絕緣樣品時,極易出現荷電現象,直觀表現為畫面局部過亮、圖像漂移、畫面閃爍,嚴重時會產生大面積白色亮斑,掩蓋樣品本身的微觀形貌,無法開展尺寸測量與缺陷判定,是臺式掃描電鏡使用過程中頻繁遇到的成像問題。絕緣樣品本身不具備導電能力,電子束持續轟擊樣品表面,入射電子不斷在樣品表面積累,而電荷無法快速導出,就會在樣品表層形成局部靜電場。該靜電場會改變入射電子束的運動軌跡,使電子束發生偏移,掃描位置出現偏差,反映在圖像上就是畫面漂移、圖形扭曲。
荷電產生的靜電場同樣會干擾二次電子信號的收集,帶電區域會額外吸引或者排斥二次電子,造成局部信號強度異常,形成突兀亮斑。樣品表面的形貌起伏會讓電荷分布不均勻,凸起位置更容易積聚電荷,亮斑大多集中在樣品棱角、顆粒凸起處。樣品厚度、表面粗糙度都會影響電荷積累速度,樣品越厚、表面起伏越大,荷電效應越明顯。觀測參數同樣會影響荷電強弱,較高加速電壓會增大電子入射深度,加劇電荷累積;掃描速度過慢,單位區域接收電子劑量更高,荷電現象會進一步加重。
很多用戶會選擇噴鍍導電膜來緩解荷電,但如果鍍膜厚度控制不當,薄膜太厚會掩蓋樣品原本的細微微觀結構,薄膜太薄則無法形成連續導電通路,電荷依舊會持續積聚。另外樣品與樣品臺之間接觸不良,導電膠涂抹面積不足,也會阻礙電荷向樣品臺釋放,削弱導電疏導效果。
想要降低荷電帶來的成像干擾,可適當降低加速電壓,減小電子束入射能量,降低電荷積累速率;優化掃描參數,提高掃描速度,減少單位面積的電子輻照量;采用薄導電膜噴涂,保證導電層連續的同時,盡可能保留樣品原始形貌。對于部分不耐鍍膜的樣品,也可以選用低真空觀測模式,借助腔體內部少量氣體中和表面積聚電荷,獲得真實清晰的微觀圖像。
作者:澤攸科技
