在掃描電鏡（SEM）的樣品制備中，鍍膜是至關(guān)重要的一步。對于導(dǎo)電性不佳的樣品，如生物組織、高分子材料、陶瓷等，鍍膜能有效解決“荷電效應(yīng)"，保護樣品免受電子束損傷，并顯著增強二次電子信號，從而獲得高質(zhì)量的圖像。

面對金（Au）、鉑（Pt）、碳（C）等常用靶材，以及不同的鍍膜厚度，我們該如何做出選擇？

為什么需要鍍膜？

簡單來說，鍍膜主要為了解決以下三大問題：

1、抑制電荷積累

為非導(dǎo)電樣品提供導(dǎo)電通路，防止電子在樣品表面積累，避免圖像出現(xiàn)異常亮區(qū)、條紋或扭曲。

2、減少樣品損傷

提高樣品的熱傳導(dǎo)性，將電子束帶來的熱量迅速散開，保護對溫度敏感的樣品。

3、增強信號強度

增加二次電子的產(chǎn)率，提升圖像的信噪比，讓形貌細節(jié)更清晰。

靶材選擇：不止要好，更要合適

選擇合適的靶材是鍍膜成功的第一步，不同的靶材各有其獨特的優(yōu)勢和適用場景。

圖1：通過濺射在碳膜上制備厚度為 0.4 nm 的不同金屬膜

金 (Au)：經(jīng)典可靠的全能選手

金靶材是應(yīng)用廣泛的靶材之一，尤其適用于常規(guī)的鎢燈絲掃描電鏡。

優(yōu)點

導(dǎo)電性能佳，能有效地抑制荷電效應(yīng)。

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易氧化，適合長期保存樣品。

操作寬容度高，對鍍膜儀的真空度要求相對寬松。

缺點

顆粒尺寸較大，在超高倍率下觀察時，金顆粒本身會干擾對樣品納米級細節(jié)的分辨，（圖1）。

金顆粒會干擾樣品的 X 射線能譜（EDS）信號。

適用場景

適用于大多數(shù)常規(guī) SEM 觀察，特別是放大倍率不高、對樣品穩(wěn)定性有要求的情況。

鉑 (Pt) / 鉑鈀合金 (Pt/Pd)：高分辨成像的利器

如果使用的是場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM），追求納米級別的成像質(zhì)量，那么鉑或鉑鈀合金是更佳選擇。

優(yōu)點

顆粒極其細小，即使在幾十萬倍的放大倍率下，也不會掩蓋樣品的真實表面細節(jié)，適合高分辨成像，（圖1）。

與金類似，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。

缺點

鉑靶價格昂貴。

對真空度要求高，需要更好的真空條件才能獲得最佳鍍膜效果。

適用場景

適用于 FE-SEM 的高分辨成像，觀察納米結(jié)構(gòu)、精細形貌，以及對樣品細節(jié)要求的應(yīng)用。

碳 (C)：元素分析的“透明"伙伴

碳鍍膜主要應(yīng)用于需要避免元素干擾的分析場景。

優(yōu)點

碳是輕元素，幾乎不會干擾樣品中其他元素的 X 射線能譜分析，對 EDS 分析友好。

通過蒸鍍方式可以獲得非常均勻、無定形的薄膜。

缺點

相比金屬膜，碳膜增強二次電子信號的能力較弱。

適用場景

主要用于需要進行 EDS 元素分析、EBSD 分析的樣品，或作為透射電鏡（TEM）的支撐膜。

常用靶材選擇一覽表

厚度選擇：在“夠用"和“精細"間找到平衡

鍍膜厚度并非越厚越好，合適的厚度需要在充分抑制電荷積累和避免掩蓋樣品細節(jié)之間找到平衡點。

圖2：不同厚度的 Au 膜。由 Leica EM ACE200 制備

常規(guī)觀察 (5-10 nm)

對于大多數(shù)形貌觀察，5-10 nm 的膜厚是“黃金標(biāo)準(zhǔn)"。這個厚度足以提供良好的導(dǎo)電性，同時不會過度影響表面細節(jié)。對于顆粒細膩的鉑靶，5 nm 左右即可；對于顆粒較大的金靶，可能需要 8-10 nm（圖2）。

圖3：厚度為 5 nm 的 Au 膜和 Pt 膜。由 Leica EM ACE200 制備

高分辨成像 (2-5 nm)

當(dāng)使用 FE-SEM 進行高分辨率觀察時，為了最大限度地保留納米級細節(jié)，應(yīng)選擇 2-5 nm 的超薄鍍膜。此時，配合使用鉑或鉑鈀靶材效果更佳，（圖3和圖4）。

圖4：不同厚度的 Pt-Pd 膜。由 Leica EM ACE600 制備

強導(dǎo)電需求 (10-20 nm)

對于導(dǎo)電性極差、形貌復(fù)雜（如多孔、粉末狀）或需長時間觀察的樣品，可考慮增加膜厚至 10-20 nm，以確保電荷能夠被導(dǎo)走。

徠卡 EM ACE200

● Leica EM ACE200 是一款高品質(zhì)臺式鍍膜儀，用來制備電子顯微鏡所需的均勻的金屬導(dǎo)電膜或碳膜。

● 這款自動化設(shè)備既可以配置成濺射鍍膜儀又可以配置成碳絲蒸發(fā)鍍膜儀。或者，根據(jù)需要，Leica EM ACE200 可以在一臺設(shè)備上裝配可調(diào)換鍍膜源，實現(xiàn)兩種鍍膜方式。

徠卡 EM ACE600

● Leica EM ACE600 是一款多功能型高真空鍍膜系統(tǒng)，用于制備超薄，細顆粒的導(dǎo)電金屬膜和碳膜，以適用于 FE-SEM 和 TEM 超高分辨率分析所需的鍍膜要求。

● 這一款全自動臺式鍍膜儀，包含內(nèi)置式無油真空系統(tǒng)，石英膜厚監(jiān)控系統(tǒng)和馬達驅(qū)動樣品臺。