勀傑專業團隊 著
濺鍍機依據濺射的靶材及原理不同,可細分為鍍金機、鍍碳機、鍍白金機、蒸鍍機等等,本篇將介紹常見的濺鍍機應用、產品評估考量以及市售濺鍍機的產品比較。
為什麼需要濺鍍導電材料?
掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy, SEM)的成像原理是電子訊號源產生電子後與樣品表面產生交互作用,再由偵測器接收不同類型電子(像是BSD背向散射電子或SED二次電子)進行成像。具導電性樣品可導出交互作用於樣品表面的電子,若是不導電或是導電性差的樣品,電子則會累積於樣品表面產生電荷累積(charging),或稱荷電效應,而無法正確地觀測SEM電子成像。
如下面圖一上排所示,電子會累積於不導電的樣品表面,電子成像會出現亮點進而影響表面形貌的觀測。這時若是在樣品表面濺鍍一層薄薄的導電性材料,則能協助導出電子,使電子顯微鏡成像清楚可正常觀測,如圖一下排所示。
圖一、不導電樣品成像
上方兩張圖為產生電荷累積(charging)時,造成邊界與表面形貌不清晰,甚至影像扭曲;下方兩張為不導電樣品鍍金後的成像,樣品表面導電性增加使得電子被導電材料導出,能清楚成像與觀測。
影響濺鍍效果的參數有哪些?
濺鍍機是將放置樣品的腔室進行抽真空動作後,使用高電壓將空氣或是氬氣(Ar+)離子化形成電漿(Plasma),對靶材進行離子轟擊,使靶材的原子型態沉降或是濺射於樣品表面。
我們可以透過以下主要參數評估濺鍍機:
-
靶材:通常會根據需求選擇靶材,常見的靶材有:鍍碳、鍍金…等,其特性如下面表一所示。
-
電流:增加濺鍍電流可以有效提高濺鍍速率,並影響濺鍍顆粒的大小。
-
真空度:樣品腔內的真空度,會直接影響等離子團聚速率與濺鍍速率。
-
離子化氣體:使用空氣或是惰性氣體進行離子化,使用惰性氣體能使濺鍍效果較佳,一般使用氬氣。
-
濺鍍時間:濺鍍時間直接影響厚度,一般建議厚度約10奈米導電效果才會較佳,太厚會影響表面形貌觀測,太薄導電效果不佳(高階的濺鍍機一般是2~5nm)。
表一:各類靶材特性
研究人員可以根據以上提及的參數、材料特性與需求,來選擇濺鍍機,這邊也為您整理出Agar、LUXOR、Quorum等不同品牌的機型比較(如表二所示)。
表二:表為低、中、高階的濺鍍機(鍍金機)比較表
這些濺鍍機都支援金靶材,除了可作為鍍金機使用外,也可同時濺鍍其他靶材,使樣品前製備的應用範圍更為廣泛。而圖二~圖五則為不同濺鍍機在鍍金的結果呈現,讓研究人員可以快速比較並尋找到一台最合適的濺鍍機。
圖二~圖五:各類型濺鍍機的鍍金效果
(圖二)使用濺鍍機L牌 鍍10奈米的金
(圖三)使用濺鍍機Q牌入門款 鍍2奈米的金
(圖四)使用濺鍍機Q牌中階款 鍍1奈米的金
(圖五)使用濺鍍機Q牌高階款 鍍1奈米的金
新手入門款MiniQS濺鍍機:一鍵啟動鍍金程序
在添加未曾購入過的新設備時,多數實驗室或公司除了依據實際需求參考上述做為評估外,尚需考量人員是否有操作經驗以及預算範圍限制,這時可考慮市面上較低預算的入門款選擇。勀傑科技全新代理Quorum品牌的MiniQS即為入門款,一鍵即可啟動預設的鍍金程序,可最大限度減少人力資源介入,適合與桌上型掃描式電子顯微鏡等實驗室設備配套使用,還可直接諮詢產品技術團隊,協助確認符合所需規格。
結語
濺鍍所提供導電性的材料能增加樣品導電性,減少電荷累積的狀況,使研究員可以在SEM掃描式電子顯微鏡下清晰分辨樣品的微觀結構,濺鍍越均勻導出電子的效果越好;但要特別注意的是,在觀測奈米等級的表面形貌時,為了避免影響表面被導電材料覆蓋,建議使用較中、高階濺鍍機,產生較小的鍍膜顆粒,將使濺鍍的材料能更均勻。
你有不導電產品的觀測需求嗎?勀傑科技提供多種不同等級的濺鍍機,從入門款到高階機型一應俱全,並可搭配電鏡影像、微奈米影像、實驗室整體解決方案,提升產品研發製程能力。
歡迎來電/來信 洽詢:
TEL: 0800-888-963
Email: sales@kctech.com.tw
勀傑官方Line帳號:@ketech
感謝您看完我們的技術文章,若還想看其他文章和產品介紹:
>>> SEM的專業樣品前製備技術