扫描电镜样品制备的 5 个注意事项

扫描电镜为精密仪器，在观察样品前一定要重视样品制备。如果样品存在问题或制样不当，不仅无法得到理想的效果，还会对电镜造成损伤，影响仪器测试性能，甚至造成设备故障，造成不可挽回的损失。

扫描电镜样品制备的 5 个注意事项

1. 样品为干燥无水固体，无易挥发溶剂

2. 观察面应该清洁，无污染物

3. 导电和导热性能好

4. 样品热稳性要好，且不会被电子束分解

5. 磁性较强样品要预先去磁

1. 样品需要干燥无水、无易挥发溶剂。

样品需要放入扫描电镜真空腔室内，如果样品中含水或易挥发溶剂，会在真空环境中挥发出来，水蒸气或挥发溶剂可能会引起灯丝故障；大量气体分子进入真空腔室，亦会引起电镜真空错误，甚至造成分子泵故障；同时气体分子会散射电子，增加电子束能量分散，降低仪器分辨能力和信噪比。

解决方案：

针对含水或易挥发溶剂样品，需要将样品干燥后再放入电镜进行观察，为保证样品干燥过程中表面形貌不被破坏，必要时可采用临界点干燥和冷冻干燥。对于含水的生物样品，既要保持完好的组织和细胞形貌，还要保证样品充分干燥，因此，需要经过化学或物理方法固定、脱水和干燥后再进行观察，或者利用飞纳电镜的温控样品杯对样品进行成像。

奶酪扫描电镜图像

苹果扫描电镜图像

飞纳电镜温度控制样品杯可以自动控温，适用于生物、有机等样品，使样品减少水分的蒸发，得以保持原貌，并且减少电子束对样品的损伤，延长观察时间。上图中奶酪和苹果未经干燥处理，直接使用温控样品杯观察。

2. 样品观察面需要清洁、无污染物。

样品在制备、拿取和保存过程中都要保持干净无尘，主要污染物为灰尘、手印、人体分泌物（口水和汗液）及微量油脂等。因此，在拿取与制备样品时需要佩戴干净无粉手套，使用的剪刀、镊子等制样工具亦要保持干净。

解决方案：

对于需要分析的块状样品，如金属断口上通常会黏附油污、碎屑或粉尘等，它们除了影响观察结果之外，还容易引起电镜真空腔室和电子光路器件污染。

对于金相样品，经过环氧树脂镶嵌、抛磨后，其表面会黏附有抛光膏颗粒、砂纸颗粒和环氧树脂碎屑，放入扫描电镜观察前，需要先用水冲洗干净，再用乙醇等有机溶剂超声清洗，烘干处理后即可。

制备粉末样品时，其厚度均匀，表面平整，且量不要太多，但必须要牢固的粘贴在导电胶上。样品放入扫描电镜前需用较大气流吹扫（推荐使用除尘气罐或压缩气体），以便将未粘牢的样品颗粒吹掉。

测试的粉末样品个数较多时，制备过程中注意防止样品交叉污染。切记 不要在放置电镜旁边吹扫样品，以免飞起的样品颗粒污染电镜。

3. 样品导电导热性能要好。

扫描电镜聚焦成像时，电子束直接照射样品表面，如果样品材料不导电会产生荷电效应（也称充电效应）。负电荷电子局部积累，YZ入射电子和出射信号，引起图像变形和位移，无法进行聚焦。

解决方案：

针对不导电样品，可以采用喷镀碳或金属以提高材料的导电、导热性能，同时还能增强样品信号发出量。在样品表面喷镀导电膜，对能谱检测结果有所影响，针对有些无法喷镀的样品，可采用低真空模式观察样品以缓解荷电效应。

方糖扫描电镜图像样品产生充电效应

方糖扫描电镜图像低真空下无充电效应

4. 电子束下样品热稳性要好，且不会被电子束分解。

在扫描电镜正常观察图像时，电子探针的束流通常为 nA 级别，所以对于大多数样品，受热不是问题。但对一些热敏材料会出现损伤，观察部位出现起泡、龟裂、孔洞（热损伤），甚至有些样品在高温下分解，释放气体或物质（热分解），当他们进入电镜内部，势必会影响电镜性能，甚至引起故障。

解决方案：

这类样品多为生物和有机聚合物样品，在表面镀膜可以提高样品的稳定性，观察时也尽量选择较小加速电压和束流强度，以减少电子束对样品的损伤。

5. 磁性样品 

会影响电子束运动轨迹，导致图像出现异常和像散现象。如果小的磁性颗粒没有粘贴牢固，容易被吸入电镜真空腔室内部，引起电镜污染，造成电镜成像故障。

解决方案：

因此在观察磁性材料时需要格外小心，利用压缩气体严格吹扫。针对一些较强磁性材料必须进行消磁处理。