SEM 鍍膜靶材選擇:鍍金、鍍白金與鍍碳的差異
在電子顯微鏡(SEM、TEM)應用中,鍍金機(Sputter Coater 或 Thermal Evaporator)
常用於在樣品表面鍍上一層導電材料,以提升成像品質並減少電子束對樣品的損害。
除了常見的鍍金(Au)與鍍白金(Pt),鍍碳(C)也是一種重要的導電鍍膜技術。
這三種鍍膜材料在材料特性、導電性及解析度影響等方面各具優勢,
適用於不同的樣品與分析需求,主要差異如下表。
鍍金(Au) vs. 鍍白金(Pt) vs. 鍍碳(C) 比較表
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特性
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鍍金 ( Au ) |
鍍白金 ( Pt ) | 鍍碳 ( C ) |
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粗 ( 相對較大 ) | 細 ( 較小顆粒 ) | 超細 ( 極小顆粒 ) |
| 導電性 |
極佳 ( 最高 ) |
良好( 次於金 ) |
一般
( 但仍能消除電荷效應 )
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解析度影響
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影響較大 ( 高倍率需注意 ) |
影響較小 (適合 FE-SEM ) |
最小影響 ( 適合超高解析 ) |
| 耐高溫性 | 良好 | 最佳 ( 最高耐熱性 ) |
極佳
( 不易受高溫影響 )
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| 化學穩定性 | 極佳 ( 不易氧化 ) |
極佳 ( 不易氧化 ) |
良好
( 高溫下可能氧化 )
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影像對比度 |
較亮 |
最亮 | 最暗 |
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適用設備 |
桌上型SEM
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桌上型SEM、場發FE-SEM | 場發FE-SEM、TEM |
| 適用樣品 |
金屬(如合金、鋼鐵)、
地質樣品(礦石、岩石)、電子元件、陶瓷、生物組織
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聚合物(如塑膠、橡膠)、生物樣品(細胞、組織)、
奈米材料(如碳管、石墨烯)、半導體材料(如矽、氧化物)
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TEM 超薄樣品、
低原子序(Z)樣品
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機台腔體清潔 |
容易 | 容易 |
困難
( 碳層較難清除 )
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各類鍍膜的優勢與應用
1. 鍍金(Au)
✅ 優勢:
- 最佳的導電性,有效減少荷電效應
- 化學穩定性高,不易氧化,長期保存效果佳
- 操作簡單,鍍膜速度快,適合大量樣品處理
- 易於清潔
▲ 限制:
- 顆粒較大,高倍率時可能影響影像解析度
- 在 EDS 分析時,Au 產生強訊號
◆ 適用場景:
-
導電性要求高的樣品,
如地質樣品(岩石、礦石)、金屬(合金、鋼鐵)、電子元件 -
需要亮度較高的影像
如地質、生物組織樣品 - 一般 SEM 觀察,適合低解析度或表面粗糙樣品
2. 鍍白金(Pt)
✅ 優勢:
- 顆粒細緻,適合高解析度成像 ( 比鍍金更細 )
- 不易氧化,耐熱性高,適合長時間觀察與高溫環境
- EDS 影響較小,適合元素分析應用
- 操作簡單,鍍膜速度快,適合各類樣品處理
▲ 限制:
- 導電性略低於金,但仍足夠減少荷電效應
◆ 適用場景:
- 高解析度影像,如場發射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)
- 適合奈米結構分析、半導體材料(如矽、氧化物)
- 聚合物、生物樣品、低溫敏感樣品(因鍍白金顆粒細小,不易產生熱效應)
3. 鍍碳(C)
✅ 優勢:
- 顆粒最細,對影像解析度影響最小(適用 TEM、FE-SEM)
- 影響 EDS 分析最小,適合元素分析
- 耐高溫,不易受電子束損害
▲ 限制:
-
導電性不如金或白金,可能需要較厚的鍍層
對某些高電阻樣品效果有限 -
需要專門的碳蒸鍍設備,又稱鍍碳機
(如石墨電弧或熱蒸發鍍膜機)
- 清潔較困難,碳層較難去除
◆ 適用場景:
- 需要 EDS 分析的樣品(如地質樣品、考古標本、電子材料)
-
超高解析度成像,尤其是 TEM 超薄樣品
如奈米材料、碳管、生物組織 - 需避免金或白金干擾的應用
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2025-02-14

