Kính hiển vi điện tử quét (SEM) được chụp bằng chùm tia điện tử tương tác với mẫu, đòi hỏi độ dẫn điện, độ phẳng bề mặt và độ sạch của mẫu cao hơn. Các vật liệu khác nhau cần được xử lý theo mục tiêu, sau đây cung cấp các kỹ thuật thực tế từ ba mặt kim loại, phi kim loại và mẫu sinh học.
Mẫu kim loại: Độ dẫn và làm sạch bề mặt là chìa khóa
Các mẫu kim loại có độ dẫn điện tốt, nhưng quá trình oxy hóa hoặc ô nhiễm bề mặt có thể cản trở hình ảnh. Các bước xử lý:
Cắt và khảm: trên các mẫu kim loại lớn, cắt bằng dây hoặc bánh xe mài thành các mảnh nhỏ để dễ quan sát; Các kim loại giòn, chẳng hạn như kim loại gốm, cần được bảo đảm bằng cách khảm lạnh, chẳng hạn như epoxy.
Đánh bóng cơ học: lần lượt mài thô bằng giấy nhám (400 đến 2000), sau đó dùng nhôm hoặc kim cương đánh bóng tinh xảo ném lên mặt gương, giảm bớt vết trầy xước trên bề mặt.
Làm sạch: Làm sạch siêu âm trong 5-10 phút, loại bỏ dư lượng đánh bóng, sau đó khử nước bằng ethanol hoặc acetone, tránh oxy hóa.
Xử lý dẫn điện (tùy chọn): Nếu độ dẫn mẫu kém (như thép carbon cao), có thể mạ một lớp vàng mỏng (5-10nm) hoặc màng carbon để tăng cường nhận tín hiệu.
Mẫu phi kim loại: Tăng cường độ dẫn và ổn định
Phi kim loại (như gốm sứ, phân tử cao) có độ dẫn kém, cần tập trung giải quyết hiệu ứng tích điện. Kỹ thuật xử lý:
Lớp phủ: Bề mặt phun mạ vàng, bạch kim hoặc lớp carbon (độ dày 2-20nm) để tạo thành một con đường dẫn điện.
Xử lý sấy: Các mẫu phân tử sinh học cần mất nước gradient (ethanol hoặc acetone series) và sấy điểm tái tới hạn (máy sấy siêu tới hạn CO₂) để tránh biến dạng co ngót.
Độ dẫn bề mặt: Đối với các vật liệu xốp như than hoạt tính, các lỗ có thể được lấp đầy bằng keo dẫn điện hoặc bột giấy bạc.
Mẫu sinh học: Duy trì sự cân bằng giữa cấu trúc và độ dẫn
Các mẫu sinh học (ví dụ như tế bào, mô) cần được bảo quản và dẫn điện. Các bước cốt lõi:
Cố định: Cố định cấu trúc tế bào bằng glutaraldehyde hoặc formaldehyde, ngăn ngừa biến dạng khi quan sát.
Mất nước: Mất nước của gradient ethanol hoặc acetone (30% -100%), 10-15 phút mỗi bước.
Khô điểm tới hạn: Tránh sụp đổ cấu trúc do căng thẳng bề mặt và giữ lại hình dạng ba chiều của tế bào.
Lớp phủ: Phun mạ vàng hoặc bạch kim mỏng (2-5nm) để giảm hiệu ứng tích điện trong khi vẫn duy trì chi tiết bề mặt.
Khuyến nghị chung: tất cả các mẫu sau khi chuẩn bị cần được sấy khô bằng nitơ tinh khiết cao để tránh vết bẩn nước; Đảm bảo bề mặt mẫu sạch sẽ trước khi sơn, nếu không sơn không đều sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Thông qua xử lý nhắm mục tiêu, độ phân giải hình ảnh SEM có thể được cải thiện đáng kể, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy cho phân tích vật liệu, nghiên cứu sinh học.