走査型電子顕微鏡（SEM）では、金属コーティングが重要な役割を果たします。
このプロセスでは、金（Au）、金/パラジウム（Au/Pd）、白金（Pt）、銀（Ag）、クロム（Cr）、イリジウム（Ir）などの導電性金属の極薄層を塗布します。
これはスパッタコーティングとして知られている。
非導電性または導電性の低い試料には、帯電を防ぎ、S/N比を高めて画質を向上させるために不可欠です。
SEM用金属コーティングとは？(5つのポイントを解説）
1.メタルコーティングの目的
SEMでは、導電性のない試料や導電性の低い試料にメタルコーティングを施します。
このような試料には静電場が蓄積され、帯電効果が生じて画像が歪んだり、電子ビームが干渉したりする可能性があるためです。
試料を導電性金属でコーティングすることで、これらの問題が緩和され、より鮮明で正確なイメージングが可能になる。
2.使用される金属の種類
スパッタコーティングに最も一般的に使用される金属は、導電性が高く、粒径が小さいため、高解像度イメージングに最適な金である。
白金、銀、クロムなどの他の金属も、分析の特定の要件や超高解像度イメージングの必要性に応じて使用される。
例えば、白金はその高い二次電子収率からよく使用され、銀は可逆性という利点があり、特定の実験セットアップで有用である。
3.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、電子ビームによるダメージから試料を保護することができます。
- 熱伝導の向上： 電子ビームによって発生する熱を放散し、試料の熱損傷を防ぎます。
- 二次電子放出の改善： メタルコーティングは、SEMのイメージングに重要な二次電子の放出を促進します。これにより、S/N比が向上し、鮮明な画像が得られます。
- 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、試料への電子ビームの侵入深さを低減し、試料のエッジの分解能を向上させます。
4.コーティングの厚さ
スパッタされた金属膜の厚さは、通常2～20 nmの範囲である。
最適な膜厚は、試料の特性やSEM分析の要件によって異なります。
例えば、帯電の影響を抑えるには薄い膜厚で十分な場合もあれば、エッジ分解能や二次電子収率を高めるには厚い膜厚が必要な場合もあります。
5.様々な試料への応用
SEMは、セラミック、金属、半導体、ポリマー、生物学的試料など、さまざまな材料を画像化することができます。
しかし、非導電性材料やビームに敏感な材料は、高品質のイメージングを容易にするためにスパッタコーティングが必要になることが多い。
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