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蔡司Sigma系列场发射扫描电镜流程操作指南:从开机到成像

更新时间:2025-08-12点击次数:176
  一、蔡司Sigma系列场发射扫描电镜开机前准备
 
  环境检查
 
  确认实验室温度稳定在20~24℃,湿度低于65%,避免湿度过高导致设备短路。
 
  检查UPS电源、循环水冷机、空气压缩机等辅助设备电源线连接正常,开关处于关闭状态。
 
  设备状态确认
 
  确认电镜主机背面空气开关为关闭状态(Off),样品室门已关闭且密封良好。
 
  检查循环水冷机水位,若水位过低需补充去离子水;空气压缩机输出气压需稳定在5~6 bar。
 
  二、开机流程
 
  启动辅助设备
 
  UPS电源:打开墙上空气开关,确认UPS电池开关开启,按前面板“On”键至绿灯亮。
 
  循环水冷机:按“On”键启动,确认水泵1和制冷指示灯亮,出水口压力调节至2~3 bar(通过压力表下方阀门调整)。
 
  空气压缩机:确认启动阀门开关为“1”状态,输出气压稳定在5~6 bar。
 
  启动电镜主机
 
  打开主机背面空气开关(此时正面红灯亮),按下黄色“Standby”键,等待1分钟后按下绿色“On”键,主机进入待机状态。
 
  启动计算机,双击打开SmartSEM软件,输入用户名“system”(密码默认为空)。
 
  真空系统抽真空
 
  在SmartSEM软件中检查“System Vacuum”值,当真空度低于2×10⁻⁵ mbar时,系统自动打开柱隔离阀(CIV)并启动离子泵。
 
  等待“Gun Vacuum”低于5×10⁻⁶ mbar后,可启动灯丝(长期停机需提前烘烤)。
 
  三、样品准备与装载
 
  样品要求
 
  样品需导电(非导电样品需喷镀金/碳导电层),表面清洁无污染,尺寸适合样品台(通常直径≤30 mm)。
 
  切割、研磨或抛光样品时需避免变形,确保观察面平整。
 
  样品装载
 
  交换舱充气:在SmartSEM软件中点击“Vent”,交换舱充入氮气后打开舱门。
 
  放置样品台:将样品台卡入交换舱基座燕尾槽,旋紧传送杆黑色旋钮固定样品台。
 
  抽真空与送样:关闭交换舱门,点击“Store”抽真空;待灯常亮后,点击“Exchange”将样品送入样品室,缓慢推入传送杆至样品台卡紧。
 
  四、成像操作
 
  调整工作距离与加速电压
 
  在SmartSEM软件中选择“Stage”界面,取消勾选“Stage Disable”和“Joystick Disable”,通过操纵杆移动样品台至物镜下方。
 
  设置加速电压(EHT):形貌观察通常从5 kV开始,荷电严重样品可降低至1~2 kV;高分辨率观察可用20~30 kV。
 
  调整工作距离(WD):通过Z轴摇杆控制样品台高度,确保WD在合适范围(如5 kV时WD≈5 mm)。
 
  选择探测器与信号
 
  二次电子探测器(SE2):适合表面形貌观察,图像立体感强。
 
  背散射电子探测器(BSE/AsB):反映样品成分对比度,适合区分不同元素分布。
 
  混合信号模式:在SmartSEM软件中勾选“Mixing”,调整SE2与BSE信号比例(如SE2:BSE=7:3)。
 
  聚焦与像散校正
 
  低倍聚焦:在低放大倍数下调节“Focus”旋钮,使图像清晰。
 
  高倍精细聚焦:提高放大倍数后,微调聚焦旋钮并使用消像散旋钮(Stigmation)消除图像模糊或扭曲。
 
  光阑对中:按下“Wobble”键,调整“Aperture X/Y”使图像晃动最小,确保电子束光轴与光阑中心对齐。
 
  图像采集与保存
 
  调整亮度(Brightness)和对比度(Contrast)至合适范围(如亮度50%,对比度30%)。
 
  选择扫描速度(Scan Speed)和降噪方式(如线平均,N=30),点击“Freeze”冻结图像后右键选择“Send to”保存为TIFF格式。
 
  记录实验参数(如EHT、WD、探测器类型)以便后续分析。
 
  五、蔡司Sigma系列场发射扫描电镜关机流程
 
  关闭灯丝与高压
 
  在SmartSEM软件中点击“Shutdown Gun”并确认,关闭灯丝;若软件无此选项,需切换至Service账户操作。
 
  退出系统与设备
 
  关闭SmartSEM软件和EM Server,关闭计算机。
 
  按下主机黄色“Standby”键,等待1分钟后按下红色“Off”键,关闭主机背面空气开关。
 
  关闭循环水冷机(按“Off”键后选择“Yes”确认)和空气压缩机电源。
 
  样品取出与清洁
 
  待样品室真空度恢复至大气压后,打开交换舱门取出样品台,清理样品残渣。
 
  使用无尘布擦拭样品台,保持清洁以备下次使用。
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