掃描電鏡（SEM）中的樣品通常需要在真空環境中進行處理。這是因為掃描電鏡的工作原理依賴于高能電子束與樣品的相互作用，而高能電子束在空氣中會迅速散射或吸收，無法有效地穿透和與樣品發生作用。因此，為了確保成像的質量和可靠性，掃描電鏡操作需要在真空環境下進行。具體來說，樣品需要經歷以下幾個方面的真空處理：

1. 樣品真空處理的原因

電子束傳播：掃描電鏡的電子束需要在真空環境中傳播，以避免電子與空氣分子（如氧分子或氮分子）發生碰撞，這會導致電子束散射、能量損失以及成像質量下降。

提高信噪比：真空環境可以減少電子束在傳播過程中的衰減，提高圖像的信噪比，從而獲得更清晰的圖像。

減少氣體分子干擾：在空氣中，氣體分子可能會與樣品發生反應，影響成像的穩定性。真空環境有助于減少這種干擾。

2. 樣品預處理的必要性

在放入掃描電鏡之前，某些類型的樣品需要進行特定的預處理步驟：

干燥：許多樣品，尤其是生物樣品或含水樣品，在進入SEM之前需要干燥。濕樣品會導致水分蒸發時產生氣體，影響成像質量。

涂層：非導電性樣品（如生物組織、塑料等）常常需要涂上薄層金屬（如金、鉑等），以提高其導電性并防止電荷積累。在真空環境下，電荷積累會影響圖像質量。

樣品固定：為了確保樣品在真空環境中的穩定性，需要將樣品固定在樣品臺上，避免樣品在掃描過程中發生位移或變形。

3. 低真空和常規高真空

常規高真空：大多數掃描電鏡操作都在高真空（10?? Pa或更低的壓力）環境下進行。這種真空條件適用于大多數材料的觀察，尤其是已進行導電處理的樣品。

低真空模式：對于一些不適合在高真空環境下成像的樣品，如生物樣品、濕樣品或非導電樣品，現代掃描電鏡通常可以在低真空下工作。這種模式下，樣品周圍保持低壓力環境（通常是幾百Pa至幾十Pa），但電子束的傳播仍能得到有效控制。低真空模式可以減少樣品的預處理要求，如不需要金屬涂層。

4. 真空處理對樣品的影響

可能的損傷：在真空中，樣品的某些特性可能會發生變化。例如，水分蒸發可能導致生物樣品變形或結構損壞。對于這些樣品，需要通過冷凍干燥等方法來減小真空處理對樣品的影響。

電荷積累：非導電樣品容易在掃描過程中積累電荷，這會導致圖像模糊或失真。涂層金屬可以防止這種現象，但對于某些高分辨率成像，可能需要特殊的電荷補償技術。

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