不，扫描电镜并非总是需要溅射镀膜。 这是一种专门针对非导电或导电性差的样品的关键制备技术。对于已经具有导电性的材料，例如金属，溅射镀膜是不必要的，甚至可能会掩盖重要的表面细节。
扫描电镜的核心目的是读取电子与样品表面相互作用所讲述的故事。溅射镀膜是至关重要的“翻译”步骤，它能让非导电材料——这些材料如果不处理就会变成一团混乱的电荷——清晰地讲述它们的故事。
核心问题：样品荷电
扫描电镜通过聚焦的高能电子束扫描样品来工作。为了形成图像，探测器会测量从样品表面激发的二次电子。
“荷电”问题
当样品是非导电的（例如聚合物、陶瓷、生物组织）时，来自电子束的电子无处可去。它们会积聚在表面上。
这种负电荷的积累被称为荷电，它会严重扭曲电子束的路径。这会导致出现亮斑、暗带以及图像细节的完全丢失，使分析变得毫无用处。
电子束损伤的挑战
高强度的电子束还会向样品沉积大量的能量。对于精密的、对电子束敏感的材料，这可能会导致熔化、开裂或其他形式的物理损坏，从而破坏您想要观察的特征。
溅射镀膜如何解决问题
溅射镀膜是在样品进入扫描电镜之前，在样品表面沉积一层超薄的导电材料（通常是金属）的过程。
创建导电通路
这种金属薄膜的厚度通常只有2到20纳米，它形成了一个连续的导电通路。来自电子束的电子现在可以沿着该涂层无害地传输到接地的扫描电镜样品台上，而不是积聚在表面上。
这立即消除了荷电问题，从而能够形成稳定清晰的图像。
增强图像信号
用于镀膜的金属是优良的二次电子发射体。这意味着，对于击中表面的每个初级电子，产生的二次电子数量会比未镀膜的样品多。
这个过程极大地提高了信噪比，从而获得更清晰、更详细的样品表面形貌图像。该涂层还充当保护屏障，吸收部分束能，保护敏感样品免受损坏。
了解权衡和材料选择
尽管溅射镀膜至关重要，但它并非没有需要考虑的因素。从技术上讲，您成像的是涂层，而不是原始样品表面，这引入了重要的权衡。
涂层可能会掩盖精细细节
涂层材料本身具有结构，称为晶粒尺寸。如果您试图成像的纳米级特征小于您涂层的晶粒尺寸，那么这些特征将被隐藏。更厚的涂层会掩盖更多的细节。
选择正确的材料至关重要
您选择镀覆的材料完全取决于您的分析目标。
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金 (Au) 或金/钯 (Au/Pd)： 这是最常见的通用成像选择。金具有高导电性且易于溅射，为常规形貌分析提供了出色的结果。
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铂 (Pt)、铱 (Ir)、铬 (Cr)： 这些材料的晶粒尺寸远小于金。它们是需要解析尽可能小的表面特征的超高倍率、高分辨率工作的首选材料。
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碳 (C)： 碳几乎专门用于进行能量色散X射线光谱分析 (EDX/EDS)。该技术用于识别样品中的元素。金属涂层会产生强烈的X射线信号，干扰并掩盖来自实际样品的信号。碳的低能X射线峰与大多数其他元素不冲突，因此是此类化学分析的理想选择。
为您的样品做出正确的选择
您是否使用溅射镀膜的决定——以及使用哪种材料——应直接取决于您的样品特性和您的分析目标。
- 如果您的主要重点是高分辨率表面形貌： 使用铂或铱等细晶粒金属来解析最小的特征。
- 如果您的主要重点是元素分析 (EDX/EDS)： 您必须使用碳涂层，以避免来自金属涂层的信号干扰。
- 如果您的主要重点是对非导体进行通用成像： 金或金/钯合金是可靠且经济的选择。
- 如果您的样品已经是导电的（例如金属或合金）： 溅射镀膜是不必要的，应避免使用。
归根结底，理解样品、分析目标和电子束之间的相互作用是掌握扫描电镜样品制备的关键。
总结表：
| 场景 | 需要溅射镀膜吗？ | 推荐的镀膜材料 | 关键优势 |
|---|---|---|---|
| 非导电样品（例如聚合物、陶瓷） | 是 | 金/钯 (Au/Pd) | 防止荷电，改善信号 |
| 高分辨率表面成像 | 是 | 铂/铱 (Pt/Ir) | 更细的晶粒尺寸以获得细节 |
| 元素分析 (EDS/EDX) | 是（仅限碳） | 碳 (C) | 避免金属信号干扰 |
| 导电样品（例如金属） | 否 | 不适用 | 防止掩盖原始细节 |
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