操作掃描電鏡（SEM）時，為了避免樣品的損壞和失真，需要采取一些具體的措施來確保成像質量的同時保護樣品。以下是避免樣品損壞和失真的一些常見方法：

一、適當選擇加速電壓

加速電壓的影響：

加速電壓過高會導致樣品表面過度激發，從而可能導致損壞或失真。

一般來說，選擇較低的加速電壓有助于減少樣品的損傷，尤其是在觀察脆弱的生物樣品或薄膜時。

合適的加速電壓：

生物樣品、有機材料等應使用較低的加速電壓（一般為5-10 kV）。

金屬材料、半導體等較堅硬的樣品可以使用較高的加速電壓（10-30 kV），以提高分辨率。

減少電子束的束流：

在掃描電鏡的操作中，適當降低電子束的束流可以減小樣品表面受到的電荷積累，從而減少損傷。

二、控制電子束曝光時間

避免過度曝光：

過長時間的電子束照射會加劇樣品表面的熱效應，導致樣品燒毀或表面變形。

在掃描過程中，應定期調整掃描時間和曝光時間，確保它們盡可能短，以減少對樣品的損害。

避免過度聚焦：

使用電子束時，要避免過度聚焦在單一位置上。長時間的集中能量會導致局部過熱，從而損壞樣品。

三、選擇合適的工作距離（WD）

影響掃描的深度和清晰度：

工作距離是樣品和掃描電鏡探測器之間的距離，選擇適當的工作距離能有效減少樣品表面與電子束接觸的強度。

較短的工作距離有助于提高分辨率，但可能導致樣品受到較大的熱損傷或其他影響。

適度調整工作距離：

根據樣品的性質和所需的分辨率，適當選擇較長的工作距離（WD一般在5-20 mm之間），以減少樣品的損傷。

四、適當的樣品制備

表面處理：

對于非導電樣品，尤其是生物樣品、聚合物、薄膜等，需要進行金屬涂層（如金、鉑等）處理，以確保其導電性。

使用薄層涂層，避免過度覆蓋樣品，以免改變樣品的表面特征。

樣品的固定和夾持：

確保樣品在樣品臺上的固定良好，避免在高電壓下由于樣品晃動導致位置偏移或成像失真。

使用合適的夾持裝置，防止樣品受力變形或破損。

選擇合適的樣品厚度：

樣品不宜過厚，厚度過大會影響電子束的穿透，甚至引起不均勻的能量沉積。

五、控制真空環境

樣品的脫氣處理：

在高真空條件下，非導電樣品可能會因電子束激發導致表面電荷積累，從而使圖像失真。為了避免此問題，可以通過低真空模式或者涂層來解決。

避免水分和污染物：

樣品應保持干燥，避免因水分蒸發或污染物沉積導致表面特征失真。

操作時，保持環境干凈，減少空氣中的塵土和水分對樣品的影響。

六、控制溫度和電荷積累

避免過熱：

樣品可能會因電子束的高能量而產生局部過熱，導致表面特征喪失。為了減少這種現象，可以使用低束流或低加速電壓來降低熱效應。

電荷積累問題：

非導電樣品容易在掃描過程中積累電荷，導致成像失真。解決辦法包括：

為樣品涂上一層導電性金屬薄膜；

使用低真空模式；

使用電子束中和器。

七、監控樣品表面和調整探測器設置

定期監控成像質量：

在掃描過程中，經常檢查成像結果，確保沒有出現樣品表面損壞或失真。如果圖像出現不清晰或失真的現象，及時調整掃描參數。

調整探測器位置和增益：

合理設置探測器增益和位置，以確保圖像信號的強度適中，避免因探測器設定不當造成的圖像失真。