不，扫描电镜并非总是需要镀金。 这是一种特定的样品制备技术，用于实现或改善对天然非导电或对电子束敏感的材料的成像。
扫描电镜的核心挑战在于管理电子的流动。用一层薄薄的黄金涂层覆盖非导电样品，可以为电子提供一条离开表面的路径，从而防止“交通堵塞”——否则这种堵塞会扭曲图像。
核心问题：电子荷电
非导电样品会发生什么？
扫描电子显微镜（SEM）的工作原理是通过聚焦的电子束轰击样品。为了形成稳定的图像，这些电子必须有接地路径。
金属等导电材料自然会提供这条路径。而聚合物、陶瓷或生物组织等非导电材料则不会。
电荷的积累
如果没有导电路径，来自电子束的电子会在样品表面积累。这种现象被称为电子荷电（Electron Charging）。
这种负电荷的积累会排斥入射的电子束，使其不可预测地偏转，从而严重降低所得图像的质量。
荷电的视觉迹象
在扫描电镜图像中，荷电伪影很容易被发现。它们通常表现为过度明亮、失真的区域、图像漂移，或遮盖样品实际特征的清晰线条和条带。
镀金如何解决问题
创建导电通路
解决荷电问题的办法是通过一种称为溅射镀膜（sputter coating）的工艺，在样品表面应用一层超薄的导电层。
这种金属层（通常是金）只有几纳米厚。它会贴合样品的形貌，并将其连接到接地的扫描电镜载物台上，为多余的电子提供逃逸途径。
为什么金是常见的选择
金被广泛使用，因为它是一种高效的溅射材料，能引起样品最小程度的发热，并且其特性有助于产生良好的成像信号。
它是一种出色的通用涂层，尤其适用于中低倍率下的常规成像。
保护敏感样品
溅射镀膜还有一个次要作用：它有助于保护对电子束敏感的样品。导电层有助于消散电子束的能量和热量，减少对底层结构的潜在损害。
理解权衡
你不再对真实表面成像
这是最关键的权衡。一旦你对样品进行镀膜，电子束主要与涂层相互作用，而不是原始材料。
这意味着你失去了对原始表面进行准确的元素分析（如EDS）的能力，因为探测器主要看到的是你沉积的金。
涂层有其自身的结构
金涂层具有颗粒结构。在非常高的放大倍率下，你可能会开始看到金颗粒的纹理，而不是样品最精细的特征。
因此，对于超高分辨率应用，通常更倾向于使用具有更精细晶粒结构的材料，如铂或铬。
该过程需要优化
溅射镀膜不是一刀切的过程。操作员必须确定理想的镀膜厚度和参数。涂层太薄无法防止荷电，而涂层太厚则会掩盖表面细节。
根据目标做出正确的选择
最终，是否镀膜取决于你的材料和分析目标。
- 如果你的主要关注点是非导电样品的表面形貌（例如，聚合物断裂面、陶瓷晶粒）： 镀金可能是获得清晰、稳定图像的关键。
- 如果你的主要关注点是表面的元素组成（例如，识别污染物）： 不要对样品进行镀膜，因为这会阻止对原始材料的准确分析。
- 如果你的主要关注点是导电材料（例如，金属合金）的成像： 镀膜完全没有必要，只会隐藏你想看到的功能。
- 如果你的主要关注点是对非导电样品的超高分辨率成像： 考虑使用铂或铬等晶粒更细的涂层材料，而不是金。
了解何时以及为何使用涂层，是利用扫描电镜获得有意义结果的基础。
总结表：
| 情况 | 需要镀膜吗？ | 关键原因 |
|---|---|---|
| 非导电样品（例如，聚合物、陶瓷） | 是 | 防止电子荷电，获得清晰成像 |
| 导电样品（例如，金属合金） | 否 | 镀膜会掩盖真实表面 |
| 元素分析（例如，EDS） | 否 | 镀膜会掩盖样品的原始成分 |
| 高分辨率成像 | 可能（使用Pt/Cr） | 晶粒更细的涂层能保留细节 |
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