扫描电子显微镜 (SEM) 是一种以非常高的分辨率对材料表面进行成像的强大工具。然而，在处理非导电或导电性差的材料（例如陶瓷和聚合物）时，通常会在样品上涂上金涂层。该涂层有两个主要用途：防止样品表面静电场（充电）的积累，并增强二次电子的检测，从而提高所得图像的信噪比。通过使样品具有导电性，金涂层可确保 SEM 能够生成清晰、高质量的图像，而不会因充电而产生伪影。
要点解释：
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防止充电:
- 非导电材料，例如陶瓷和聚合物，不允许电子自由流动。当这些材料暴露在 SEM 中的电子束下时，电子会积聚在表面，产生静电场。这种现象称为充电。
- 充电会使图像变形，导致出现亮点、条纹等伪影，甚至图像细节完全丢失。通过涂上一层薄薄的金涂层，表面变得导电，从而使积累的电子消散。这可以防止充电并确保 SEM 可以生成准确且不失真的图像。
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二次电子探测的增强:
- 二次电子是在扫描电镜中受到一次电子束轰击时从样品表面发射出的低能电子。这些二次电子对于创建样品表面形貌的高分辨率图像至关重要。
- 非导电材料往往发射较少的二次电子，这可能导致信噪比差和图像质量低。金涂层增强了二次电子的发射，提高了信噪比，从而产生更清晰、更详细的图像。
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信噪比的改善:
- 信噪比是 SEM 图像质量的关键因素。更高的信噪比意味着有用信息（信号）与背景噪声更容易区分，从而获得更清晰、更详细的图像。
- 通过使样品导电并增强二次电子发射，金涂层显着提高了信噪比。当成像精细细节或使用本身产生微弱信号的材料时，这一点尤其重要。
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低温样品的应用:
- 在某些情况下，样品在低温下制备和成像以保持其自然状态，特别是在生物或软材料研究中。这些低温样品通常会被冷冻断裂，然后涂上金属（例如金），然后在低温 SEM 中成像。
- 金属涂层的用途与室温 SEM 相同：防止带电并增强二次电子检测，确保即使在低温条件下也能获得高质量图像。
总之，在 SEM 中应用金涂层对于非导电或导电性差的材料成像至关重要。它可以防止充电，增强二次电子发射，并通过提高信噪比来提高图像的整体质量。这使得金涂层成为制备 SEM 分析样品的关键步骤，特别是在处理陶瓷、聚合物或低温样品等具有挑战性的材料时。
汇总表：
| 金镀层的目的 | 主要优点 |
|---|---|
| 防止充电 | 防止静电场，确保 SEM 图像准确且不失真。 |
| 二次电子的增强 | 提高信噪比，获得更清晰、更详细的图像。 |
| 低温样品的应用 | 即使在低温下也能确保高质量成像。 |
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