Bei der Sputterbeschichtung in einem Elektronenmikroskop wird eine dünne Schicht eines leitenden Materials, in der Regel ein Metall wie Gold, Iridium oder Platin, auf nicht oder nur schlecht leitende Proben aufgebracht.
Dieser Prozess ist entscheidend, um die Aufladung durch den Elektronenstrahl zu verhindern, thermische Schäden zu verringern und die Emission von Sekundärelektronen bei der Rasterelektronenmikroskopie (REM) zu verbessern.
Was ist die Sputter-Beschichtung eines Elektronenmikroskops? (3 Hauptvorteile)
1. Zweck der Sputter-Beschichtung
Verhinderung von Aufladungen: Wenn im REM ein Elektronenstrahl auf eine nichtleitende Probe trifft, kann es zu einer Ansammlung statischer elektrischer Felder kommen, die zu einer Aufladung führen.
Diese Aufladung kann das Bild verzerren und die Funktion des Elektronenstrahls beeinträchtigen.
Durch das Aufbringen einer leitfähigen Beschichtung wird die Ladung abgeleitet und eine stabile Umgebung für das Scannen mit dem Elektronenstrahl gewährleistet.
Verringerung von thermischen Schäden: Der Elektronenstrahl kann die Probe durch örtliche Erwärmung auch thermisch beschädigen.
Eine leitfähige Beschichtung hilft bei der Ableitung dieser Wärme und schützt die Probe vor Schäden.
Verstärkung der Sekundärelektronenemission: Leitfähige Beschichtungen, insbesondere solche aus Schwermetallen wie Gold oder Platin, sind hervorragend in der Lage, Sekundärelektronen zu emittieren, wenn sie von einem Elektronenstrahl getroffen werden.
Diese Sekundärelektronen sind entscheidend für die Erzeugung hochauflösender Bilder im REM.
2. Verfahren der Sputter-Beschichtung
Sputtering-Technik: Beim Sputtern wird ein Target (ein Block des abzuscheidenden Materials, z. B. Gold) in einer kontrollierten Umgebung (normalerweise Argongas) mit Atomen oder Ionen beschossen.
Dieser Beschuss bewirkt, dass Atome aus dem Target herausgeschleudert werden und sich auf der Oberfläche der Probe ablagern.
Das Verfahren ist vielseitig und ermöglicht die Beschichtung komplexer, dreidimensionaler Oberflächen, ohne die Probe zu beschädigen, selbst wenn diese hitzeempfindlich ist, wie etwa biologische Proben.
Abscheidung der Beschichtung: Die gesputterten Atome lagern sich gleichmäßig auf der Oberfläche der Probe ab und bilden einen dünnen Film.
Dieser Film ist in der Regel zwischen 2 und 20 nm dick und stellt sicher, dass er die Details der Probe nicht verdeckt und gleichzeitig eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist.
3. Vorteile für SEM-Proben
Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis: Die leitfähige Beschichtung erhöht die Anzahl der von der Probe emittierten Sekundärelektronen, wodurch sich das Signal-Rausch-Verhältnis in den REM-Bildern verbessert und die Bilder klarer und detaillierter werden.
Kompatibilität mit verschiedenen Proben: Die Sputterbeschichtung ist für eine Vielzahl von Proben geeignet, auch für solche mit komplexen Formen und solche, die empfindlich auf Hitze oder andere Formen der Beschädigung reagieren.
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