Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) erfordert eine Goldbeschichtung auf nichtleitenden Proben, vor allem um Aufladung zu verhindern und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, was die Bildqualität erhöht.
Warum braucht SEM eine Goldbeschichtung? 4 Hauptgründe werden erklärt
1. Verhinderung von Aufladungen
Nichtleitende Materialien können, wenn sie dem Elektronenstrahl im REM ausgesetzt sind, statische elektrische Felder aufbauen, wodurch sich die Probe auflädt.
Diese Aufladung kann den Elektronenstrahl ablenken, das Bild verzerren und die Probe möglicherweise beschädigen.
Die Beschichtung der Probe mit einem leitfähigen Material wie Gold trägt dazu bei, diese Aufladungen abzuleiten, und gewährleistet, dass die Probe unter dem Elektronenstrahl stabil bleibt.
2. Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses
Gold hat im Vergleich zu vielen nichtleitenden Materialien eine hohe Sekundärelektronenausbeute.
Wenn eine nichtleitende Probe mit Gold beschichtet wird, steigt die Anzahl der emittierten Sekundärelektronen, wodurch das vom REM erfasste Signal verstärkt wird.
Diese Erhöhung der Signalstärke im Vergleich zum Hintergrundrauschen führt zu klareren, detaillierteren Bildern.
Die dünne Goldschicht (in der Regel 2-20 nm) reicht aus, um die Abbildungsmöglichkeiten drastisch zu verbessern, ohne die Oberflächenmerkmale der Probe wesentlich zu verändern.
3. Praktische Überlegungen
Beschichtungsdicke und Korngröße: Die Dicke der Goldbeschichtung und ihre Wechselwirkung mit dem Probenmaterial beeinflussen die Korngröße der Beschichtung.
Bei Gold oder Silber beispielsweise kann unter Standardbedingungen eine Korngröße von 5-10 nm erwartet werden.
Gleichmäßigkeit und Bedeckung: Mit Sputter-Beschichtungsverfahren kann eine gleichmäßige Schichtdicke über große Flächen erreicht werden, was für eine gleichmäßige Abbildung der gesamten Probe entscheidend ist.
Materialauswahl für die EDX-Analyse: Wenn die Probe eine energiedispersive Röntgenanalyse (EDX) erfordert, ist es wichtig, ein Beschichtungsmaterial zu wählen, das die Elementzusammensetzung der Probe nicht beeinträchtigt, um spektrale Überlappungen zu vermeiden.
4. Nachteile der Sputter-Beschichtung
Komplexität der Ausrüstung: Die Sputterbeschichtung erfordert eine spezielle Ausrüstung, die komplex und teuer sein kann.
Abscheidungsrate: Der Prozess kann relativ langsam sein.
Temperatureinflüsse: Das Substrat kann hohen Temperaturen ausgesetzt sein, was sich bei bestimmten Proben als nachteilig erweisen kann.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Goldbeschichtung im REM für nichtleitende Proben unerlässlich ist, um Aufladungen zu verhindern und die Klarheit der Bilder durch Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses zu erhöhen.
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