更新時間:2025-12-17
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盡管掃描電鏡噴金是常規(guī)操作,但存在諸多難以規(guī)避的缺點,限制了部分場景的表征效果:
1.操作繁瑣且耗時
噴金前需對樣品進行清潔、干燥(含水分樣品需冷凍干燥/臨界點干燥)、導(dǎo)電固定等預(yù)處理,過程精細且耗時;噴金時需調(diào)試離子濺射儀的電流、時間、真空度等參數(shù),控制5-20nm的精準(zhǔn)厚度,單次流程(含抽真空、濺射、后處理)需5-15min,批量處理效率低下,對新手而言門檻較高。
2.破壞樣品真實性與細節(jié)
納米級的噴金層雖薄,但仍可能覆蓋超微觀結(jié)構(gòu)(如<10nm的納米顆粒、微孔),導(dǎo)致樣品原貌無法被真實還原;對表面粗糙度極低的樣品,噴金層的顆粒感還可能被誤判為樣品本身結(jié)構(gòu),影響表征準(zhǔn)確性。
3.干擾后續(xù)分析與增加成本
噴金層的金、鉑等金屬元素會在能譜(EDS)分析中產(chǎn)生強特征峰,掩蓋樣品中低含量元素或原子序數(shù)相近元素的信號,影響成分分析;同時,貴金屬靶材、濺射儀設(shè)備購置及維護成本較高,小型實驗室或緊急檢測場景難以適配。
4.存在樣品損傷風(fēng)險
噴金過程中高能離子轟擊可能導(dǎo)致易揮發(fā)、易氧化或敏感樣品(如低分子量高分子、生物細胞)揮發(fā)、變形、氧化或結(jié)構(gòu)坍塌,即使調(diào)整為低電流、短時間參數(shù),仍無法避免。
噴金的諸多缺點,本質(zhì)是“為解決電荷問題而付出的妥協(xié)"。而CEM3000掃描電鏡的“鏡筒內(nèi)加減速"技術(shù),直接打破了這一妥協(xié),實現(xiàn)了“無需噴金也能高質(zhì)量觀測"的突破。
1.技術(shù)核心:兼顧“高分辨率"與“低電壓無損"
鏡筒內(nèi)加減速技術(shù)的設(shè)計邏輯為電子束在鏡筒內(nèi)部保持高速飛行,以維持高質(zhì)量的束流特性和分辨率;在抵達樣品表面的最后時刻進行“減速",最終以低電壓(如2kV)轟擊樣品。這種設(shè)計既規(guī)避了高電壓導(dǎo)致的電荷積累,又解決了傳統(tǒng)低電壓成像分辨率大幅下降的痛點,相當(dāng)于“讓電子束既跑得快(保分辨率),又停得穩(wěn)(無電荷)"。
2.實測優(yōu)勢:精準(zhǔn)適配噴金的局限場景
從實測數(shù)據(jù)來看,該技術(shù)應(yīng)對了噴金的核心缺點:
(1)低電壓下的高分辨率成像:即使在不噴金的條件下,也能在低加速電壓(如1–2 kV)下獲得清晰、無損的圖像,從根本上避免了電荷積累問題。


(2)簡化工作流程與保護樣品完整性:用戶可省去繁瑣的噴金步驟,縮短制備時間,同時確保樣品處于原始狀態(tài),為后續(xù)可能的多模態(tài)分析保留可能性。
(3)無元素干擾,拓展分析可能性
因無需噴金,避免了金屬元素對后續(xù)EDS分析的干擾,同時低電壓觀測本身更溫和,進一步減少了樣品損傷風(fēng)險,讓生物樣品、低含量元素分析樣品等特殊場景的表征成為可能。
總的來說,噴金在傳統(tǒng)掃描電鏡中是“非導(dǎo)電樣品表征的必要選擇",但繁瑣操作、細節(jié)掩蓋、成本較高等缺點始終難以規(guī)避;而CEM3000的鏡筒內(nèi)加減速技術(shù),通過底層設(shè)計創(chuàng)新,既解決了非導(dǎo)電樣品的電荷問題,又無需依賴噴金,實現(xiàn)了“低電壓、無損傷、高分辨率、簡流程"的觀測體驗,為掃描電鏡表征提供了更優(yōu)解。
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