Подготовка образцов для электронного микроскопа и выбор материала мишени

Электронные микроскопы (ЭМ) являются важнейшими инструментами для исследования микро/наноструктур. Для обеспечения высокого разрешения и четких изображений образцов под различными типами электронных микроскопов на поверхности образца должны быть подготовлены проводящие тонкие пленки. Выбор и подготовка целевых материалов для пленки напрямую влияют на качество изображения. Поэтому понимание характеристик и подходящих применений различных материалов (мишеней) имеет важное значение.

Выбор целевого материала

1. Золото (Au) Золото является наиболее часто используемым проводящим материалом покрытия для образцов электронного микроскопа, особенно для получения изображений с увеличением более 30 000x. Золото обеспечивает превосходную проводимость и имеет малые размеры частиц (около 5 нм), что делает его очень эффективным для получения изображений с высоким разрешением. Золото является неокисляющимся материалом, что делает его пригодным для осаждения с использованием систем распыления в низковакуумном состоянии. Установка для магнетронного распыления SD-900M от VPI является идеальной системой для осаждения золотых покрытий (мишень), обеспечивая высококачественные металлические покрытия для образцов электронного микроскопа, гарантируя стабильные изображения с высоким разрешением.

2. Углерод (C) Углерод часто используется в качестве альтернативы золоту в анализе EDX. Благодаря более низкому атомному номеру углерод не влияет на рентгеновские спектры, что делает его пригодным для применений, где критически важно избегать помех с рентгеновскими фоновыми пиками. Импульсный термический испарительный коатер SD-980 от VPI — идеальное устройство для нанесения углеродных покрытий в условиях низкого вакуума, обеспечивающее однородность и качество покрытий.

3. Платина (Pt) Платина обеспечивает более мелкие размеры частиц, что делает ее пригодной для получения изображений с большим увеличением. Она имеет очень высокую скорость вторичной электронной эмиссии, что идеально подходит для получения изображений с высокой точностью. Платина имеет более низкую скорость распыления, чем золото, и обычно требует осаждения в среде с высоким вакуумом. Установка для нанесения покрытий в низком вакууме SD-900M от VPI также может соответствовать требованиям по подготовке образцов для платиновых покрытий.

4. Палладий (Pd) Палладиевые (целевые) покрытия подходят для визуализации с малым и средним увеличением. Вторичный электронный сигнал от палладия ниже, чем от золота, но это отличный альтернативный материал, особенно для анализа EDX. Палладий обладает хорошей растворимостью и может быть удален с поверхности образца, что позволяет исследователям вернуть образец в исходное состояние после эксперимента.

5. Золото/палладий (Au/Pd) Сплавы золота/палладия (например, в соотношении 60/40 или 80/20) обычно используются для получения частиц меньшего размера по сравнению с чистым золотом, особенно при осаждении в условиях высокого вакуума. Этот материал очень эффективен в приложениях с высоким разрешением, но он не подходит для анализа EDX, поскольку палладий увеличивает пики рентгеновского излучения.

6. Хром (Cr) Хром является распространенным окисляющим материалом, особенно для проводящих покрытий в полупроводниковых материалах. Он обеспечивает очень мелкие размеры частиц, подходящие для получения изображений с высоким разрешением. Из-за своей восприимчивости к окислению на воздухе хром требует предварительного процесса распыления для удаления оксидов. Высоковакуумная магнетронная распылительная установка SD-650MH от VPI идеально подходит для распыления мишеней хрома и подготовки образцов, а также для удаления окисления и обеспечения чистоты покрытия.

Какие образцы нуждаются в покрытии?

1. Образцы, чувствительные к лучам Некоторые образцы (например, биологические образцы) могут быть повреждены при воздействии высокоэнергетических электронных пучков. Для уменьшения повреждения от радиации на поверхность образца наносится тонкая защитная пленка.

2. Непроводящие образцы Непроводящие образцы имеют тенденцию накапливать заряд на своей поверхности из-за воздействия электронного пучка, что приводит к накоплению поверхностного заряда. Чтобы решить эту проблему, тонкое проводящее покрытие (например, золото, платина или углерод) помогает удалить избыточный заряд и обеспечивает стабильную визуализацию образца.

Типы электронных микроскопов и диапазоны их увеличения

Различные типы электронных микроскопов подходят для разных диапазонов увеличения и областей применения, как указано ниже:

• Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

  СЭМ подходит для получения изображений со средним и высоким увеличением, обычно от 10x до 500 000x. Он используется для наблюдения за структурой поверхности и морфологией образцов, особенно для более крупных образцов и анализа особенностей поверхности.

• Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (FESEM)

  FESEM — это сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения, подходящий для увеличений от 500 000x до 2 000 000x. Он использует источник электронов с полевой эмиссией для получения более подробных характеристик поверхности и более высокого разрешения, что делает его идеальным для наблюдения за наномасштабными деталями.

• Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)

  ТЭМ используется для высокоразрешающего анализа тонких пленок и внутренних структур материалов, с увеличением, как правило, от 100 000x до 10 000 000x. ТЭМ обеспечивает чрезвычайно высокое разрешение, подходящее для детального анализа в наномасштабе.

Установки для напыления VPI: поддержка получения изображений с помощью электронного микроскопа высокого разрешения

При подготовке образцов для электронного микроскопа выбор правильной системы напыления имеет решающее значение. Аппарат для магнетронного напыления SD-900M и высоковакуумный магнетронный напылительный аппарат SD-650MH от VPI предлагают высококачественные тонкопленочные покрытия для обеспечения оптимальных результатов визуализации под электронными микроскопами.

• Установка для магнетронного распыления SD-900M : это устройство идеально подходит для быстрого нанесения проводящих покрытий с использованием золотых, серебряных, платиновых и палладиевых мишеней. Оно отвечает требованиям подготовки образцов для SEM и FESEM, обеспечивая однородные пленки, которые гарантируют высокое разрешение изображений.

• Высоковакуумный магнетронный распылительный коатер SD-650MH : эта система идеально подходит для нанесения тонких покрытий в условиях высокого вакуума, предлагая более качественные пленки. Она особенно подходит для образцов, требующих высокой чистоты и однородных покрытий, что делает ее выгодной для анализа TEM, материаловедения, полупроводников, биохимии и исследований аккумуляторов.

Выбор подходящих материалов покрытия и технологии напыления имеет решающее значение для получения изображений с помощью электронного микроскопа. Такие материалы, как золото, платина и палладий, широко используются при подготовке образцов благодаря своей превосходной проводимости и пригодности для получения изображений с высоким разрешением. Аппарат для магнетронного напыления SD-900M и высоковакуумный аппарат для магнетронного напыления SD-650MH от VPI обеспечивают высококачественные решения для нанесения покрытий, гарантируя, что подготовка образцов соответствует требованиям различных анализов с помощью электронного микроскопа и обеспечивает наилучшие результаты получения изображений.