扫描电子显微镜(SEM)要求样品具备导电性以避免荷电效应(charging effect)。若无导电胶,可通过以下专业替代方案完成样品制备:

一、替代导电材料与方法
1. 金属溅射镀膜(Sputter Coating):使用金(Au)、铂(Pt)或金/钯合金(Au/Pd)对非导电样品溅射10-20 nm薄膜。
2. 碳镀膜(Carbon Coating):通过真空蒸镀或碳纤维胶带(如SPI Supplies碳胶带)实现样品表面导电化。
3. 金属箔或导电胶带:铝箔、铜胶带可粘贴样品基座,建立导电通道。
4. 导电墨水/银胶:局部涂覆在样品边缘以引导电荷(需注意污染风险)。
二、样品固定替代方案
| 方法 | 适用样品类型 | 操作要点 |
|---|---|---|
| 双面碳胶带 | 块状/粉末样品 | 直接粘贴于样品台,需确保完全接触 |
| 金属夹固定 | 薄片/纤维样品 | 使用铜/铝夹钳压紧样品边缘 |
| 导电树脂镶嵌 | 脆弱/多孔样品 | 环氧树脂混合银粉(导电性能≧10² S/m) |
三、特殊样品处理技术
• 生物样品:临界点干燥后可用离子溅射(5 nm Pt)替代导电胶
• 绝缘粉末:与石墨粉(1:5质量比)混合后压片
• 低真空模式:环境SEM(ESEM)可检测部分非导电样品(气压10-2500 Pa)
四、关键参数对照表
| 方法 | 导电层厚度 | 电阻率(Ω·cm) | 分辨率限制 |
|---|---|---|---|
| Au溅射 | 5-20 nm | ~2.4×10⁻⁶ | 5 nm |
| 碳蒸镀 | 10-30 nm | ~3.5×10⁻³ | 10 nm |
| 银胶涂层 | 50-100μm | ~1.6×10⁻⁶ | >1μm |
五、操作注意事项
1. 溅射镀膜时保持样品旋转以确保均匀性
2. 使用金属箔时需通过导电银浆保证界面接触电阻≤1 Ω
3. 粉末样品建议采用压片机(10-20 MPa压力)成型
4. 高倍成像(>50kX)优先选择离子溅射法而非碳镀膜
扩展说明:新兴的石墨烯转移法可在样品表面覆盖单层石墨烯(电阻<300 Ω/sq),实现无胶导电处理,特别适用于TEM/SEM联用研究,但需CVD设备支持。

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