Bei der Sputterbeschichtung zur Vorbereitung von REM-Proben wird eine hauchdünne Schicht aus elektrisch leitendem Metall auf nicht oder schlecht leitende Proben aufgebracht.
Dieses Verfahren ist entscheidend, um Aufladung zu verhindern und die Qualität der REM-Bilder zu verbessern, indem das Signal-Rausch-Verhältnis durch verbesserte Sekundärelektronenemission erhöht wird.
Die typische Dicke der gesputterten Metallschicht liegt zwischen 2 und 20 nm, und zu den üblicherweise verwendeten Metallen gehören Gold, Gold/Palladium, Platin, Silber, Chrom und Iridium.
Was ist die Vorbereitung von SEM-Proben durch Sputter-Beschichtung? 5 wichtige Punkte, die Sie wissen sollten
1. Zweck der Sputter-Beschichtung
Die Sputterbeschichtung wird in erster Linie zur Vorbereitung nicht oder schlecht leitender Proben für die Rasterelektronenmikroskopie (REM) verwendet.
Ohne eine leitfähige Beschichtung können diese Proben statische elektrische Felder akkumulieren, was zu Bildverzerrungen oder Beschädigungen der Probe durch die Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl führen kann.
2. Mechanismus der Sputter-Beschichtung
Bei diesem Verfahren wird ein Metalltarget mit energetischen Teilchen (in der Regel Ionen) beschossen, wodurch Atome aus dem Target herausgeschleudert werden und sich auf der Probe ablagern.
Dadurch bildet sich eine dünne, gleichmäßige Metallschicht, die der Probe elektrische Leitfähigkeit verleiht.
3. Vorteile der Sputter-Beschichtung
Verhinderung von Aufladungen: Durch die Bereitstellung eines leitfähigen Pfades verhindert die Sputterbeschichtung den Aufbau von Ladungen auf der Probe, die sonst den Elektronenstrahl ablenken und die Bildqualität beeinträchtigen würden.
Verstärkung der Sekundärelektronenemission: Leitende Metalle wie Gold und Platin emittieren beim Auftreffen eines Elektronenstrahls Sekundärelektronen. Dadurch wird die Signalstärke erhöht und die Auflösung und der Kontrast der REM-Bilder verbessert.
Verringerung von thermischen Beschädigungen: Eine leitfähige Beschichtung trägt auch zur Ableitung der vom Elektronenstrahl erzeugten Wärme bei, wodurch das Risiko thermischer Schäden an empfindlichen Proben verringert wird.
4. Verwendete Metallsorten
Für die Sputterbeschichtung können verschiedene Metalle verwendet werden, von denen jedes seine Vorteile hat, je nach den spezifischen Anforderungen der REM-Analyse.
So wird beispielsweise Gold/Palladium häufig wegen seiner hervorragenden Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit verwendet, während Platin eine robuste Beschichtung darstellt, die sich für hochauflösende Bilder eignet.
5. Beschränkungen und Alternativen
Während Metallbeschichtungen für die meisten REM-Aufnahmen von Vorteil sind, können sie aufgrund der hohen Atomzahl von Metallen die Röntgenspektroskopie stören.
In solchen Fällen ist eine Kohlenstoffbeschichtung vorzuziehen, da sie das Röntgensignal nicht wesentlich beeinträchtigt und eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Sputterbeschichtung eine wichtige Probenvorbereitungstechnik im REM ist, die die Qualität und Zuverlässigkeit der Bilder verbessert, indem sie sicherstellt, dass die Proben elektrisch leitfähig sind, wodurch Artefakte vermieden und die Signalerkennung verbessert wird.
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