如何在扫描电镜中进行高真空和低真空模式切换
日期:2024-09-02
在扫描电子显微镜(SEM)中,高真空(High Vacuum, HV)和低真空(Low Vacuum, LV)模式的切换是为了适应不同样品的成像需求。高真空模式通常用于无挥发性或导电样品,而低真空模式适用于易挥发或非导电样品。以下是如何在SEM中进行高真空和低真空模式切换的步骤和注意事项:
1. 理解高真空和低真空模式
高真空模式:
真空度: 通常在10⁻⁶托 (Torr) 量级。
应用: 适用于导电样品和某些经过表面处理的非导电样品(如镀金、镀碳)。
优点: 提供更高的分辨率和对比度,适合精细结构的成像。
低真空模式:
真空度: 通常在10⁻²到10⁻³托 (Torr) 之间。
应用: 适用于未镀膜的非导电样品、生物样品、湿润样品或含挥发性成分的样品。
优点: 减少或消除充电效应,并允许直接观察未处理的非导电样品。
2. 切换准备
检查样品类型: 在决定使用哪种模式之前,首先评估样品的特性(导电性、挥发性、结构敏感性等)。导电样品和结构稳定的样品通常使用高真空模式;而非导电、湿润或敏感样品则适合低真空模式。
样品固定: 无论使用哪种模式,确保样品牢固地固定在样品架上,以防在真空过程中发生移动或损坏。
3. 设备设置
进入高真空模式:
真空泵启动: 启动SEM的高真空泵(通常是涡轮分子泵或扩散泵),将样品室抽至高真空状态。
电子束设置: 在高真空模式下,电子束具有更高的穿透力,可以调整加速电压以优化分辨率和对比度。
检测器选择: 使用二次电子检测器(SE Detector)或背散射电子检测器(BSE Detector),适合于高真空模式下的成像。
切换到低真空模式:
控制真空度: 在控制界面选择低真空模式,系统会自动调节样品室的真空度至所需范围。此时,系统通常会引入适量的惰性气体(如氮气)来稳定样品环境。
电子束设置: 在低真空模式下,通常需要调整电子束电压以适应较低的真空度。低加速电压可以减少样品表面的充电效应。
检测器选择: 低真空模式通常使用专门设计的低真空二次电子检测器(LV-SE Detector)或气体辅助探测器,以应对低真空环境下的成像需求。
4. 切换过程中的注意事项
样品保护: 在切换真空模式时,确保样品不会因快速压力变化而受到损坏。某些样品在低真空环境下容易挥发或变质,需要特别注意。
真空环境稳定: 在切换至低真空模式后,确保真空环境稳定,避免真空波动影响成像质量。
成像参数调整: 每次切换真空模式后,都需要重新调整成像参数(如电子束电压、探测器设置等),以获得高质量图像。
5. 观察与成像
高真空模式成像: 由于高真空下的电子束更集中,成像过程中可以捕捉到更精细的样品结构。因此,高真空模式适合用于高分辨率成像。
低真空模式成像: 在低真空模式下,样品表面不会因充电效应而产生伪影,这使得它非常适合观察未处理的非导电样品。虽然分辨率可能稍低,但能够更真实地反映样品的表面特征。
6. 模式切换后的清洁与维护
设备清洁: 如果在低真空模式下使用了惰性气体或其他辅助气体,切换回高真空模式前,应检查并清洁样品室,防止残留气体影响高真空环境。
真空泵维护: 定期检查并维护真空泵,确保其在不同模式下的正常运行。特别是涡轮分子泵或扩散泵,需要保证其能够迅速达到预定的真空度。
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作者:泽攸科技