由于樣品臺(tái)的限制，SEM樣品必須足夠小，同時(shí)可能需要特殊的預(yù)處理來(lái)增加樣品的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，以便樣品能夠承受高真空條件和高能電子束的轟擊。通常使用導(dǎo)電膠將樣品牢固地安裝在樣品臺(tái)或短柱上。SEM被廣泛用于半導(dǎo)體晶片的缺陷分析，制造商制造出可以檢查尺寸為300 mm的半導(dǎo)體晶片的任何部位的儀器。許多儀器都有著可以將該尺寸的物體傾斜45°并提供連續(xù)360°旋轉(zhuǎn)的腔室。
一些生物樣品不使用導(dǎo)電材料涂層，而是通過(guò)使用不同的OTO染色方法浸漬鋨來(lái)增加材料的整體電導(dǎo)率。
當(dāng)原始樣品因方法限制或法律問(wèn)題不適合或者不能用于掃描電鏡檢查時(shí)，可以人工合成復(fù)制品以避免使用原始樣品。該技術(shù)分為兩步: 一是使用硅基牙科彈性體制造出原始表面的模具，二是通過(guò)將合成樹(shù)脂倒入模具以獲得表面復(fù)型。
生物樣品
掃描電鏡的樣品，通常要求樣品*干燥，因?yàn)闃悠肥姨幱诟哒婵諣顟B(tài)。堅(jiān)硬、干燥的材料，如木頭、骨頭、羽毛、干燥的昆蟲(chóng)或貝殼(包括蛋殼)在檢測(cè)時(shí)所需的進(jìn)一步處理很少，但是活細(xì)胞和組織以及完整的軟體生物需要化學(xué)固定來(lái)保存和穩(wěn)定它們的結(jié)構(gòu)。
固定通常首先是將樣品浸泡在含有化學(xué)固定劑(例如戊二醛，有時(shí)與甲醛結(jié)合)和其他固定劑的緩沖溶液中，可能還有一步用四氧鋨固定。接下來(lái)就是將固定好的組織脫水。由于空氣干燥會(huì)導(dǎo)致生物樣品塌陷和收縮，所以通常采用有機(jī)溶劑(如乙醇或丙酮)置換細(xì)胞中的水，再臨界干燥流體(如液態(tài)二氧化碳)置換這些溶劑來(lái)實(shí)現(xiàn)固定。二氧化碳最終在超臨界狀態(tài)下被去除，因此在干燥過(guò)程中樣品中不存在氣液界面。
干燥樣品一般用粘合劑(如環(huán)氧樹(shù)脂或?qū)щ婋p面膠帶)固定在樣品臺(tái)上，并在用顯微鏡檢測(cè)前濺射金或金/鈀合金。如果要對(duì)生物體內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，可以對(duì)樣品進(jìn)行切片(用切片機(jī))。
如果掃描電鏡裝備有低溫顯微鏡的冷凍樣品臺(tái)，可以使用冷凍固定，并用低溫掃描電子顯微鏡對(duì)冷凍固定的樣品進(jìn)行檢測(cè)。冷凍固定的樣品可以在真空下在特殊設(shè)備中冷凍斷裂，以揭示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在保持冷凍狀態(tài)的同時(shí)濺射涂層并將其轉(zhuǎn)移到掃描電鏡冷凍臺(tái)上低溫掃描電子顯微鏡也適用于對(duì)溫度敏感的材料如冰 和脂肪的成像。
冷凍破碎、冷凍蝕刻或冷凍再破碎是一種特別適用于正面觀察類(lèi)脂膜及其摻雜的蛋白質(zhì)的制備方法。該制備方法揭示了嵌入在磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)。
材料
樣品的背散射電子成像、特征X射線(xiàn)分析和X射線(xiàn)成像通常需要將樣品研磨和拋光表面至超光滑表面。經(jīng)過(guò)WDS或能譜分析的樣品通常包覆有碳。一般來(lái)說(shuō)，金屬在掃描電鏡成像之前不會(huì)涂覆涂層，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)電而且提供了它們自己的接地路徑。
斷面分析是對(duì)斷裂表面的研究，可以在光學(xué)顯微鏡上進(jìn)行，或通常在掃描電鏡上進(jìn)行。首先是將斷裂表面切割成合適的尺寸，并清除其他有機(jī)殘留物最后將其安裝在樣品架上，以便用掃描電鏡觀察。
集成電路可以用聚焦離子束(FIB) 或其他離子束銑削儀器切割，以便在掃描電鏡中觀察。第一種情況下可以將掃描電鏡與FIB結(jié)合。
金屬、地質(zhì)樣品和集成電路都可以進(jìn)行化學(xué)拋光，以便在掃描電鏡中觀察。
無(wú)機(jī)薄膜的高倍成像需要特殊的高分辨率涂層技術(shù)。
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