镀膜材料

膜系的特性取决于构成膜系的材料。比如,氧化物层一般比氟化物、硫化物或半导体层硬得多,因而,氧化物层适合于在外表面使用。 在温度范围很宽的情况下,滤光片应避免使用半导体膜层,因为半导体的光学常数随温度变化很大。对于某些金属材料,由于强度很低,易造成损伤,暴露在大气中,也容易氧化。对于这样的膜层要加保护层,或者将其胶合在两个透明板之间。对于其他材料,镀膜时为了保证膜层与基底很好地粘合,需要在基底上镀附着层。比如,在玻璃基底上镀金(Au)膜之前,常常先在玻璃上镀镍(Ni)附着层。
真空镀膜适用于金属、树脂、塑料(ABS、发泡塑料、回收塑料)、玻璃(水晶)、陶瓷、 亚克力、木材、水泥、磷镁等各种材料。可广泛应用于汽车、电器、工艺品、电脑手机、饰品、高档家具等多种表面装饰行业,由此可诞生出多种新的装饰行业。
非导电样品绝缘电阻大,在电子束的连续扫描下,样品表面逐渐积累负电荷,形成相当高的负电场,排斥入射电子,二次电子发射不稳定,并随机偏转二次电子轨迹,影响探测器接收,造成图像晃动、亮度突变、出现无规则的明暗条纹,这就是所谓的“荷电效应”,也称“充电效应”。通常镀一层导电薄膜可以提高样品的导电性,表面的负电荷通过导电膜释放入地,消除荷电现象。电荷释放的前提是膜层必须与金属样品台相连接,形成导电通道。连续的导电膜也可以提高样品的导热性,减小热损伤。目前实验室常用的镀膜技术为真空蒸发和离子溅射。
导电膜层应该具有二次电子产率高和良好的覆盖性,并且膜层均匀,在电子束下稳定。这层膜能够把样品表面的微观细节如实地反映出来,并能有效地改善图像质量。通常采用的镀膜材料有C、Al、Cr、Au、Pt、Au-Pd合金。 其中Au 膜二次电子产率高、覆盖性好、镀膜容易,是最常用的材料,但是 Au膜颗粒较大,高倍下观察到明显的“岛状结构”,这是一种装饰假象,见图1-8a。镀Au适用于中低范围的分辨率、两万倍以下的图像。Pt和Au-Pd合金膜的颗粒要细得多,适于高分辨率图像,见图1-8b。使用场发射电镜对膜层要求更高,要求至少在20万倍下膜层不能显现结构,高真空镀Cr可以满足要求。C膜均匀性好、导电导热效率高,又是最经济的材料,只是C膜的二次电子产率低,不适合高倍图像。
塑胶球镀膜后的形貌
图1为塑胶球镀膜后的形貌,膜层厚度10nm。
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