При анализе на сканирующем электронном микроскопе (SEM) некондуктивные образцы — такие как пластмассы, керамика и биологические ткани — из‑за накопления заряда на поверхности дают нечёткое изображение; традиционный режим работы при высоком напряжении требует напыления золотого покрытия, что, однако, маскирует истинную морфологию. Стационарные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM компании «ZEPTOOLS» благодаря… Режим низкого напряжения И Технология замедления , позволяя получать изображения высокого разрешения без нанесения золотого покрытия и предоставляя решения для неразрушающего контроля в таких областях, как материаловедение и биомедицина.

Пять ключевых методов: наблюдение за непроводящими образцами в режиме низкого напряжения

1. Режим низкого вакуума: «невидимый щит» против электростатического эффекта

• Принцип : Технология Цзэюй, серия ZEM поддерживает Режим низкого вакуума (1–60 Па) , за счёт нейтрализации поверхностного заряда образца ионами остаточного газа уменьшается помеха от заряженного коронного кольца.
• Применимые сценарии ：
  ▶ Биологические образцы (например, крылья насекомых, растительные ткани)
  ▶ Полимерные материалы (например, необработанная пластиковая плёнка)
  ▶ Композитные материалы (например, углеродное волокно, армированное смолой)
• Основные моменты эксплуатации ：
  • После включения режима низкого вакуума предпочтительно выбирать Смешанная визуализация вторичных электронов (SE) и обратно рассеянных электронов (BSE) , повышает контрастность поверхностных деталей.
  • Отрегулируйте рабочее расстояние до 5–10 мм , баланс между разрешением и глубиной резкости (см. пример ZEM20: анализ морфологии поверхности керамики без гальванического покрытия).

2. Режим замедления: «ускоритель изображения» для слабопроводящих образцов

• Принцип : Снижая энергию электронного пучка на поверхности образца (например, ZEM20 Pro поддерживает замедление от 0 до 10 кВ), удаётся уменьшить глубину проникновения электронов и избежать эффекта зарядки.
• Преимущество ：
  ▶ Нет необходимости наносить золотое покрытие — можно непосредственно исследовать слабопроводящие материалы (например, графен, оксиды металлов)
  ▶ Сохранение исходного химического состояния поверхности образца (например, при анализе отказов полупроводниковых устройств)
• Настройки параметров ：
  • Ускоряющее напряжение: 3–5 кВ (с учётом разрешения и уровня сигнала)
  • Зонд: В основном BSE, дополнительно SE , подчёркивая различия в составе материалов (например, в случае ZEM Ultra — обнаружение дефектов на границе полупроводников).

3. Золотое соотношение диаметра светового пятна и рабочего расстояния

• Компромиссы при низком напряжении ：
  • Диаметр малого пятна (<5 нм) : Повышение разрешения, но снижение отношения сигнал/шум (подходит для ровных образцов).
  • Диаметр крупного пятна (более 10 нм) : Увеличение числа семафоров, с потерей части разрешения (подходит для шероховатых поверхностей).
• Оптимизация рабочего расстояния ：
  • Короткое рабочее расстояние (5–10 мм) Для повышения разрешения необходимо обеспечить точную фокусировку (например, в случае ZEM18 — анализ морфологии наночастиц).
  • Большое рабочее расстояние (15–20 мм) : Увеличивает глубину резкости, подходит для нерегулярных образцов (например, пористых материалов).

4. Интеллектуальная программная поддержка: однокнопочный процесс безразрывного получения изображений

• Уникальная функция, разработанная компанией ZEPTOOLS ：
  • Автоматическая яркость/контрастность Устраняет погрешности ручной настройки и позволяет быстро получать равномерное изображение.
  • Однокнопочное переключение на низкий вакуум : Не требуется остановка оборудования — можно в режиме реального времени наблюдать за изменениями состояния образца (например, за процессом испарения влаги).
  • Оптическая навигация + камеры внутри кабины : Точное позиционирование области образца позволяет избежать механических повреждений (см. пример ZEM20 Pro: отслеживание распространения трещин в хрупких материалах).

5. Предварительная обработка образцов и валидация изображений

• Непринципиальный вариант обработки с нанесением золотого покрытия ：
  • Замена электропроводящего покрытия : Использование углеродной плёнки (вместо золотой) снижает помехи на сигнале.
  • Обработка поверхности влажным способом : Орошение водой или этиловым спиртом кратковременно снижает поверхностное сопротивление (необходимо контролировать влажность).
• Показатели верификации изображения ：
  • Повторный тест : Повторное изображение одного и того же участка для проверки устранения эффекта зарядки.
  • Проверка с помощью ЭДС‑спектрометра : При низком напряжении по‑прежнему требуется калибровка пиков элементов (например, в сериях ZEM в стандартной комплектации используются спектрометры Oxford/Bruker).

Пример из практики: как электронный микроскоп компании «ZEPTOOLS» преодолел ограничения при анализе непроводящих образцов?

1. Полимерный материал (ПЭТ‑пленка) ：
   • План : Режим низкого вакуума (5 Па) + BSE‑режим для наблюдения морфологии поверхностных царапин.
   • Результат : Не требуется напыление золота, разрешение достигает 5 нм, погрешность измерения глубины царапин — менее 1%.
2. Биологическая ткань (фасеточный глаз насекомого) ：
   • План Режим замедления (3 кВ) + гибридная визуализация SE/BSE, позволяющая разрешать структуру линз на уровне микрометров.
   • Результат : Подавление эффекта электризации, повышение цветового контраста, сохранение деталей в полном объёме.
3. Полупроводниковые приборы (анализ отказов) ：
   • План : Низкое напряжение (5 кВ) + термостатическая платформа для наблюдения за процессом отслаивания паяных соединений.
   • Результат : Неразрушающий контроль, локализация источников трещин на уровне микрометров (пример ZEM Ultra).

Компания «ZEPTOOLS» помогает вам обеспечить эффективную характеристику непроводящих образцов.

• Техническое преимущество ：
  ▶ Низкий вакуум/режим замедления — двойной режим, охватывающий все сценарии применения
  ▶ Интеллектуальное программное обеспечение снижает порог входа для пользователей
  ▶ Совместимость с многомерным анализом EDS/EBSD

Расположение ключевых слов в SEO ：
Непроводящие образцы при низком напряжении в СЭМ | Техники работы на электронных микроскопах компании ZEOL | Методы наблюдения за непроводящими образцами | Применение СЭМ в режиме замедления | Технологии безразрывного изображения | Настольные электронные микроскопы серии ZEM | СЭМ с установкой для in situ‑растяжения | Характеризация полимерных материалов | Анализ отказов полупроводниковых устройств