掃描電鏡（SEM）中的樣品通常需要在真空環(huán)境中進(jìn)行處理。這是因?yàn)閽呙桦婄R的工作原理依賴于高能電子束與樣品的相互作用，而高能電子束在空氣中會(huì)迅速散射或吸收，無法有效地穿透和與樣品發(fā)生作用。因此，為了確保成像的質(zhì)量和可靠性，掃描電鏡操作需要在真空環(huán)境下進(jìn)行。具體來說，樣品需要經(jīng)歷以下幾個(gè)方面的真空處理：

1. 樣品真空處理的原因

電子束傳播：掃描電鏡的電子束需要在真空環(huán)境中傳播，以避免電子與空氣分子（如氧分子或氮分子）發(fā)生碰撞，這會(huì)導(dǎo)致電子束散射、能量損失以及成像質(zhì)量下降。

提高信噪比：真空環(huán)境可以減少電子束在傳播過程中的衰減，提高圖像的信噪比，從而獲得更清晰的圖像。

減少氣體分子干擾：在空氣中，氣體分子可能會(huì)與樣品發(fā)生反應(yīng)，影響成像的穩(wěn)定性。真空環(huán)境有助于減少這種干擾。

2. 樣品預(yù)處理的必要性

在放入掃描電鏡之前，某些類型的樣品需要進(jìn)行特定的預(yù)處理步驟：

干燥：許多樣品，尤其是生物樣品或含水樣品，在進(jìn)入SEM之前需要干燥。濕樣品會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生氣體，影響成像質(zhì)量。

涂層：非導(dǎo)電性樣品（如生物組織、塑料等）常常需要涂上薄層金屬（如金、鉑等），以提高其導(dǎo)電性并防止電荷積累。在真空環(huán)境下，電荷積累會(huì)影響圖像質(zhì)量。

樣品固定：為了確保樣品在真空環(huán)境中的穩(wěn)定性，需要將樣品固定在樣品臺(tái)上，避免樣品在掃描過程中發(fā)生位移或變形。

3. 低真空和常規(guī)高真空

常規(guī)高真空：大多數(shù)掃描電鏡操作都在高真空（10?? Pa或更低的壓力）環(huán)境下進(jìn)行。這種真空條件適用于大多數(shù)材料的觀察，尤其是已進(jìn)行導(dǎo)電處理的樣品。

低真空模式：對(duì)于一些不適合在高真空環(huán)境下成像的樣品，如生物樣品、濕樣品或非導(dǎo)電樣品，現(xiàn)代掃描電鏡通常可以在低真空下工作。這種模式下，樣品周圍保持低壓力環(huán)境（通常是幾百Pa至幾十Pa），但電子束的傳播仍能得到有效控制。低真空模式可以減少樣品的預(yù)處理要求，如不需要金屬涂層。

4. 真空處理對(duì)樣品的影響

可能的損傷：在真空中，樣品的某些特性可能會(huì)發(fā)生變化。例如，水分蒸發(fā)可能導(dǎo)致生物樣品變形或結(jié)構(gòu)損壞。對(duì)于這些樣品，需要通過冷凍干燥等方法來減小真空處理對(duì)樣品的影響。

電荷積累：非導(dǎo)電樣品容易在掃描過程中積累電荷，這會(huì)導(dǎo)致圖像模糊或失真。涂層金屬可以防止這種現(xiàn)象，但對(duì)于某些高分辨率成像，可能需要特殊的電荷補(bǔ)償技術(shù)。

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