在扫描电子显微镜（SEM）中，避免样品的热损伤非常重要，尤其是在对温度敏感的材料和微观结构进行观察时。由于电子束会产生能量并将其转化为热量，这种热量可以迅速加热样品表面，导致样品的形貌、结构甚至化学性质发生改变。以下是几种有效的避免样品热损伤的方法：

1. 降低电子束功率

调节束流强度：较高的电子束电流会产生更多的热量，可能导致样品表面过热。通过降低电子束的束流强度，可以减少产生的热量，从而避免样品的热损伤。可以通过 SEM 的控制面板来调整束流强度。

使用较低的加速电压：较低的加速电压（例如 1-5 kV）能减少电子束的穿透深度，从而降低热量的生成。较高的加速电压会使电子束穿透样品更深，增加热量的积聚。

2. 减少扫描时间

控制扫描模式：较长时间的扫描会使得电子束在样品表面停留较长时间，增加热量的积累。使用 快速扫描模式 或通过优化扫描路径，减少每个像素点上的曝光时间，从而减少热损伤。

避免长时间聚焦：如果长时间将电子束聚焦在同一个点上，局部区域会过热，导致样品损坏。可以通过定期改变焦点位置或使用“点阵扫描”技术来避免局部过热。

3. 优化样品的导热性能

使用导热材料：如果样品是热敏感的，可以选择具有良好导热性的材料（例如金属箔）作为样品的基底，帮助将电子束产生的热量更有效地传导走，从而减少局部温度升高。

薄样品准备：薄样品的热导率通常较高，能够更有效地散热，因此在制备样品时应尽量使样品变薄，从而减小热损伤的风险。

4. 使用低真空模式

在 SEM 中，样品的热损伤也受到样品周围气氛的影响。在低真空模式下，样品表面与空气中的分子发生相互作用，散热更快，从而避免过度加热。对于不易导电或易受热损伤的样品，可以尝试低真空模式。

5. 使用冷却台或样品冷却设备

冷却样品：对于一些对温度特别敏感的样品，可以使用冷却装置，如 冷冻台（通常使用液氮或其他制冷剂），将样品保持在低温下进行观察。这不仅可以防止样品因电子束热量而发生化学变化，还可以避免热膨胀引起的形变。

液氮冷却：液氮冷却有助于保持样品的稳定性，尤其是在观察生物样品、聚合物或其他易受热损伤的材料时。

6. 使用扫描电子显微镜的加热功能（温控台）

温控台（HEAT Stage）可以在扫描时保持样品的温度在一个特定的范围内。虽然这个功能是为了在某些实验中加热样品，但它同样可以帮助在扫描过程中保持样品的温度稳定，防止过热。

7. 选择合适的样品涂层

金属涂层：对于非导电样品，涂覆一层薄的金属涂层（如金、铂或碳）不仅有助于减少样品的电荷积累，还可以通过金属涂层的导热性帮助散热，降低热损伤的可能性。

薄涂层：使用薄的涂层可以减少涂层本身对热量的积聚，同时也能提供足够的导电性和散热性。

8. 精确控制电子束焦点

控制焦点位置：在观察样品时，应确保电子束不集中在单个点上太长时间。通过精确控制扫描过程中的电子束焦点位置，可以有效避免在样品上产生热积累。使用电子束的“交替扫描”模式可以有效分散热量。

9. 调整样品的摆放角度

改变样品的倾斜角度：通过将样品稍微倾斜，可以使得电子束以较浅的角度照射样品表面。这样可以减少电子束的穿透深度和热量积聚，特别是对于一些热敏感的样品。

10. 优化样品的表面处理

表面涂层或涂层处理：对于一些可能受到热损伤的样品，可以采用 低热导材料 进行表面处理，减少热量向样品内部的传递。

增加表面粗糙度：粗糙的表面有助于提高散热效率。通过对样品表面进行微观结构处理，可以加速热量的散发。

以上就是威尼斯886699小编分享的如何在扫描电镜中避免样品的热损伤。更多扫描电镜产品及价格请咨询15756003283(微信同号)。