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掃描電鏡的冷卻臺如何用于觀察溫度敏感樣品

日期:2024-09-02

掃描電子顯微鏡(SEM)的冷卻臺(也稱為冷臺或冷凍臺)是專門設(shè)計(jì)用于觀察溫度敏感樣品的一種附件。冷卻臺通過將樣品保持在低溫狀態(tài)下,有助于減少樣品在電子束輻照下的損傷、避免樣品的揮發(fā)或分解,同時還可以抑制某些偽影的產(chǎn)生,如充電效應(yīng)和熱效應(yīng)。

冷卻臺的工作原理

冷卻臺通過制冷系統(tǒng)(如液氮或壓縮機(jī)制冷)將樣品保持在低溫度,通常在 -100°C 至 -196°C 之間。這種低溫環(huán)境可以有效減少樣品在真空條件下的揮發(fā),并抑制由電子束引起的樣品分解或變形。

使用冷卻臺觀察溫度敏感樣品的步驟

樣品制備

選擇合適的樣品架: 根據(jù)樣品的類型和尺寸,選擇合適的冷卻臺樣品架。確保樣品固定牢固,以避免在冷卻過程中發(fā)生位移。

樣品冷凍: 如果樣品需要預(yù)冷,可以使用液氮或其他冷凍介質(zhì)將樣品預(yù)先冷凍至接近冷卻臺的工作溫度。這有助于防止樣品在轉(zhuǎn)移到冷卻臺時發(fā)生相變或損壞。

冷卻臺設(shè)置

安裝冷卻臺: 將冷卻臺安裝在SEM樣品室內(nèi),并連接冷卻系統(tǒng)(如液氮儲罐或壓縮機(jī))。確保所有連接牢固,避免在操作過程中發(fā)生冷卻劑泄漏。

降溫: 啟動冷卻系統(tǒng),將冷卻臺降溫至所需的工作溫度。通常需要一定的時間才能達(dá)到穩(wěn)定的低溫狀態(tài)。在此期間,可以監(jiān)控溫度曲線,確保溫度穩(wěn)定。

樣品裝載

轉(zhuǎn)移樣品: 在低溫環(huán)境下,小心地將樣品轉(zhuǎn)移至冷卻臺樣品架上。避免樣品在轉(zhuǎn)移過程中暴露于環(huán)境溫度,以免引起溫度變化導(dǎo)致樣品損壞或污染。

固定樣品: 使用合適的固定裝置將樣品牢固地固定在冷卻臺上,防止觀察過程中樣品移動。

SEM操作

選擇合適的加速電壓: 對溫度敏感樣品,建議使用較低的加速電壓,以減少電子束對樣品的能量傳遞,從而降低熱效應(yīng)和損傷。

調(diào)整工作距離: 根據(jù)冷卻臺的結(jié)構(gòu)和樣品的特性,調(diào)整工作距離以優(yōu)化圖像分辨率和對比度。冷卻臺的存在可能會影響工作距離,因此需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

優(yōu)化成像條件: 在低溫條件下,樣品的電子傳輸特性可能發(fā)生變化。需要調(diào)整SEM的成像參數(shù),如探測器設(shè)置、束流強(qiáng)度等,以獲得高質(zhì)量圖像。

觀察與記錄

實(shí)時監(jiān)控樣品狀態(tài): 在成像過程中,持續(xù)監(jiān)控樣品的溫度和狀態(tài)。確保冷卻系統(tǒng)運(yùn)行正常,樣品溫度穩(wěn)定。

圖像采集: 采集樣品的高分辨率圖像,記錄樣品在低溫下的結(jié)構(gòu)和特征。與常溫下的成像結(jié)果進(jìn)行對比,可以揭示樣品在不同溫度下的變化情況。

樣品移除

逐步升溫: 在觀察完成后,如果需要保存樣品,可以逐步升溫,以防止樣品因溫度驟升而受損。

取出樣品: 小心取出樣品,并立即轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)膬Υ姝h(huán)境中。如果樣品需要繼續(xù)保持低溫狀態(tài),可以將其轉(zhuǎn)移到冷凍保存裝置中。

冷卻臺的應(yīng)用場景

生物樣品觀察: 對于如細(xì)胞、組織等生物樣品,冷卻臺可以避免樣品在真空和電子束下的干燥和損壞,保留樣品的水合狀態(tài),從而獲得更接近原始狀態(tài)的圖像。

高分子材料: 某些高分子材料在電子束下容易發(fā)生分解或熔化,通過冷卻臺可以降低這些效應(yīng),獲得更清晰的結(jié)構(gòu)信息。

濕潤或含揮發(fā)性成分的樣品: 冷卻臺可以防止樣品中的揮發(fā)性成分在真空環(huán)境下逸出,從而保護(hù)樣品的完整性。

充電效應(yīng)抑制: 在低溫下,樣品的導(dǎo)電性可能得到改善,充電效應(yīng)被抑制,從而提高圖像質(zhì)量。

以上就是澤攸科技小編分享的掃描電鏡的冷卻臺如何用于觀察溫度敏感樣品。更多掃描電鏡產(chǎn)品及價(jià)格請咨詢15756003283(微信同號)。

澤攸掃描電鏡


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作者:澤攸科技


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