为什么要在 Sem 成像前为物体镀金？提高图像质量并防止伪影

在 SEM（扫描电子显微镜）成像前给物体镀金是提高成像质量的常用方法。镀金可增强不导电或导电性差的样品的导电性，减少充电效应，改善二次电子发射，这对高分辨率成像至关重要。这一过程可确保对样品进行有效成像，而不会因电子束相互作用而产生伪影或扭曲。下面将详细解释镀金背后的主要原因和机制。

要点说明：

增强导电性:
- 非导电或导电性差的材料在暴露于扫描电子显微镜的电子束时会积累电荷，导致图像失真或充电伪影。
- 金是一种高导电性材料。在样品上镀上一层薄薄的金，可确保任何电荷积聚都能消散，从而防止成像过程受到干扰。
- 这对于生物样品、聚合物、陶瓷和其他绝缘材料尤为重要。
减少充电效应:
- 当电子束中的电子聚集在不导电的样品表面时，会产生斥力，使电子束偏转并扭曲图像，从而产生充电现象。
- 金涂层为电子的流逝提供了一条导电路径，最大程度地减少了充电效应，并确保了稳定的成像条件。
改善二次电子发射:
- 扫描电子显微镜依靠检测样品表面发射的二次电子来生成高分辨率图像。
- 金具有较高的二次电子产率，这意味着它在受到一次电子束的撞击时会发射出更多的二次电子。这使得信号更强，图像对比度更高。
- 信噪比提高后，图像更清晰、更细腻，特别是对于二次电子发射率较低的样品。
防止光束损伤:
- 有些样品，尤其是有机或易碎材料，可能会因热量或电离效应而被电子束损坏。
- 薄金涂层可以起到保护层的作用，散热并减少电子束对样品的直接影响。
涂层均匀，成像一致:
- 金镀层通常采用溅射镀膜或蒸发技术，确保镀层均匀、薄（通常只有几纳米厚）。
- 这种均匀性对于整个样品表面的一致成像至关重要，可避免因涂层不均匀而造成的伪影。
与高分辨率成像兼容:
- 金颗粒颗粒细小，在高倍率下可最大限度地减少对样品表面特征的干扰。
- 这使得金成为高分辨率扫描电子显微镜成像的理想涂层材料，因为在这种成像中需要保留精细的细节。
替代涂层:
- 虽然金被广泛使用，但根据样品和成像要求，也可以使用其他导电材料，如铂、钯或碳。
- 有时，金钯合金因其晶粒更细、耐久性更好而更受青睐。

总之，在扫描电镜成像前为物体镀金对于确保获得高质量、无伪影的图像至关重要。它能解决与导电性、充电、二次电子发射和光束损伤相关的问题，是准备 SEM 分析样品的关键步骤。

汇总表：

原因	说明
增强导电性	防止电荷在不导电样品上积聚，确保成像清晰。
减少充电效应	提供导电路径，最大限度地减少光束偏转和图像失真。
改善二次电子发射	增强信号强度和图像对比度，提高分辨率。
防止光束损伤	保护精密样品免受热量和电离效应的影响。
均匀涂层	确保样品表面成像一致。
高分辨率兼容性	细粒度金在高倍放大镜下仍能保留表面细节。
其他涂层	可根据样品要求使用铂、钯或碳。