SEMのコーティングは通常、金、白金、金/イリジウム/白金合金などの導電性材料の薄層を、非導電性または導電性の低い試料に塗布する。
このコーティングは、電子ビーム下での試料表面の帯電を防ぎ、二次電子放出を促進し、S/N比を向上させ、より鮮明で安定した画像を得るために極めて重要である。
さらに、コーティングはビームに敏感な試料を保護し、熱による損傷を軽減することができます。
SEM用コーティングとは？知っておくべき7つのポイント
1.導電性コーティング
SEMで使用される最も一般的なコーティングは、金、白金、およびこれらの合金のような金属です。
これらの材料は導電性が高く、二次電子の収率が高いことから選ばれ、SEMのイメージング能力を大幅に向上させます。
例えば、わずか数ナノメートルの金や白金で試料をコーティングするだけで、S/N比が劇的に向上し、鮮明でクリアな画像が得られます。
2.金属コーティングの利点
ビームダメージの低減： 金属コーティングは、電子ビームが直接試料に照射されるのを防ぎ、損傷の可能性を低減します。
熱伝導の向上： 金属コーティングは、試料から熱を伝導させることで、試料の構造や特性を変化させる可能性のある熱損傷を防ぎます。
試料帯電の低減： 導電層は、試料表面に静電荷が蓄積するのを防ぎます。静電荷は、画像を歪ませ、電子ビームの動作を妨害する可能性があります。
二次電子放出の改善： 金属コーティングは、SEMでのイメージングに重要な二次電子の放出を促進します。
ビーム透過の低減とエッジ分解能の向上： メタルコーティングは、電子ビームの透過深さを低減し、表面形状の分解能を向上させます。
3.スパッタコーティング
スパッタコーティングは、これらの導電層を施すための標準的な方法である。
金属ターゲットにアルゴンイオンを衝突させ、金属原子を放出させ、試料上に堆積させるスパッタ蒸着プロセスが含まれる。
この方法では、コーティングの厚さと均一性を正確に制御することができ、これはSEMの性能を最適化するために不可欠である。
4.X線分光法に関する考察
X線分光法を使用する場合、金属コーティングが分析を妨害することがある。
そのような場合は、分光分析を複雑にする可能性のある追加元素を導入しないカーボンコーティングが好ましい。
5.最新のSEMの能力
最新のSEMは、低電圧または低真空モードで作動することができるため、最小限の前処理で非導電性試料の検査が可能である。
しかし、このような高度なモードであっても、薄い導電性コーティングを施すことで、SEMのイメージングと分析能力を向上させることができる。
6.結論
コーティング材料とコーティング方法の選択は、試料の種類、撮像モード、使用する分析技術など、SEM分析の具体的な要件によって決まります。
導電性コーティングは、特に非導電性材料の場合、試料の完全性を維持し、SEM画像の品質を高めるために不可欠です。
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