勀傑科技團隊 譯
使用掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）時，隨著觀測樣品時間越久，電子束可能會永久性地改變或降解正在觀察的樣品。樣品降解是一種有害的影響，因為會改變（甚至破壞）想要看到的樣品細節，進而影響檢測結果，此類影響稱之為電子束損壞（electron beam damage）。在此文章中，將解釋什麼原因會導致樣品降解，以及如何減緩該過程。
電子束造成樣品損壞之原因
SEM的成像方式是以聚焦電子束掃描樣品表面，電子由電子源產生後通過電場加速並通過電子腔，在一般奈安培的電流下，加速電壓從1 kV到30 kV不等。 加速電壓在樣品表面產生交互作用（深度約1微米），在分析對電子束敏感的材料時，此交互作用會損壞樣品並使之降解，表面有裂縫形成即是樣品降解，材料也可能看起來正在熔化或沸騰，損壞速度隨加速電壓、電流和放大倍率的變化而有所不同。
然而由樣品的模擬得出，僅在材料的傳熱係數非常低、電流較高或放大倍率較高的極端情況下才能達到材料的熔點，在低電流和低放大倍率的情況下也可能會發生降解，但是這類降解只會在較長時間觀測時發生。
是什麼導致樣品降解？
根據加速電壓，來自電子束的電子會與樣品原子中的電子產生交互作用，如果價電子（可以參與化學鍵形成的電子）碰巧被撞擊出原子，並留下一個電洞，此電洞必須在100飛秒（100 femtosecond , 即原子振動的典型時間段）內被另一個電子填充，否則鍵結將被破壞。
而在導電材料中不會有這類問題，因為電洞會在1飛秒內被填充，但是對於非導電材料，可能需要長達幾微秒的時間才能填滿電洞，從而可能破壞化學鍵結並改變材料及其形態，使得樣品降解。
如何減緩電子束損傷速度
如此可知，降解速度會依樣品材料而異，在一些實例中可能不會看到此類損傷，但若樣品確實會因此降解並且干擾觀測結果，以下提供一些方法減緩樣品降解速度。
•降低電流和加速電壓：減少電子束與樣品交互作用的能量。
•濺鍍導電材料於樣品表面：以減慢降解速度。層越厚，效果越好，但是請注意不要讓導電鍍層掩蓋掉表面細節。
•縮短同一位置的觀測時間：先調整好成像設置（例如先在樣品的非重要部分上調整焦距和明暗對比度），當這些設置適當時，再移至欲分析區域，立即拍照後再移開至別處。
總結
電子束對於不導電或是溫度敏感材料的影響特別高，故在檢測時需要特別注意對於樣品的損傷影響，可以透過樣品前置備或是參數設置，將損壞降到最低。
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