氧氣是一種極活潑的氣體,有些材料無法與之相處融洽。某些樣品一旦暴露於大氣中,就會產生氧化,在大多數情況下會永久地影響樣品的結構和特性。文中將說明如何防止掃描式電子顯微鏡的樣品氧化損傷,以及如何在不影響樣品本身結構的情況下對氧敏感樣品進行SEM(英語:Scanning Electron Microscope,縮寫為SEM)分析。

掃描式電子顯微鏡的樣品和氧化作用

相同的技術大量使用在需要無氧環境中製成或製備樣品的實驗室,也是我們所稱的”手套箱”,手套箱是一個密封的環境,裡面的空氣替換成高化學惰性的氣體:通常是氮氣或氬氣。而在兩種氣體中選擇使用哪種,通常取決於樣品的性質和操作環境。

圖一、實驗室手套箱操作環境

當暴露在高壓下時,氮氣會產生氮自由基,此時氮自由基可與樣品相互作用並改變其結構。反之,氬氣是稀有氣體,因此其化學惰性甚至高於氮氣,使得氮氣成為手套箱氣體的最終解決方案。

一個手套箱以及充滿整個空間的大量氣體需要昂貴的花費,使得在手套箱裡的空間顯得極為珍貴。這就是為什麼當需要SEM分析時,桌上型的儀器是唯一的首選。另一方面,氬氣對高壓環境敏感,當暴露在高壓環境時,容易產生火花。由於使用電子顯微鏡涉及高壓電子束,這會使得觀看樣品影像或是做EDS元素分析增加難度。儘管如此,仍然存在防止這種效應的桌上型電子顯微鏡,並且可以提供高解析度的圖像和對敏感樣品準確的EDS元素分析。

作者介紹

Luigi Raspolini

Luigi Raspolini是Thermo Fisher Scientific Phenom 桌上型電子顯微鏡SEM的應用工程師。Luigi一直在探索新的材料表徵,表面粗糙度測量和成分分析的方式。他熱衷於提升用戶體驗,並提供每種樣本進行成像的最佳方法。

原文網址: https://blog.phenom-world.com/oxidative-damage-sample-scanning-electron-microscope

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