扫描电镜使用时需要真空环境吗?
日期:2025-04-03
扫描电子显微镜(SEM)需要真空环境,主要原因如下:
1. 电子束传播需要真空
避免电子与空气分子碰撞:
电子束在空气中会与气体分子碰撞,导致散射,降低成像分辨率。
在高真空环境下,电子束可以保持稳定并准确聚焦到样品表面。
2. 样品表面保持清洁
减少污染:
空气中的水蒸气、灰尘、油雾等会附着在样品表面,影响电子束与样品的相互作用。
真空环境可以减少污染,提高成像质量。
3. 二次电子和背散射电子的检测
减少气体干扰,提高信号检测效率:
电子与空气分子相互作用可能产生不必要的电离现象,干扰探测器的工作。
低压或高真空状态有助于提高信号收集效率,获得更清晰的图像。
真空等级
根据不同的 SEM 类型,所需的真空环境也有所不同:
高真空模式(High Vacuum SEM)
真空度:10^{-3}10 Pa ~ 10^{-6}10 Pa
适用于大多数导电样品(如金属、半导体)。
需要严格的样品前处理(如干燥、导电处理)。
低真空或环境 SEM(Low Vacuum / Environmental SEM, ESEM)
真空度:10^010 Pa ~ 10^210 Pa
适用于非导电样品或生物样品,可以引入一定气体(如水蒸气、氮气)。
允许观察未镀膜的绝缘样品,减少充电效应。
如何维持 SEM 真空环境?
预抽真空:
载物仓通过**旋片泵(前级泵)**抽气,降低到 1 Pa 左右。
高真空抽气:
使用涡轮分子泵或离子泵进一步降低压力,达到 SEM 工作要求。
防止泄漏:
确保样品仓密封完好,避免空气渗入。
及时更换 O 形圈密封件,检查真空系统状态。
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作者:威尼斯886699