膜系的特性主要取決于構成膜系的材料。例如,氧化物層通常比氟化物、硫化物或半導體層更為堅硬,因此更適合用于外表面使用。然而,在較寬溫度范圍內使用的濾光片應避免使用半導體膜層,因為半導體的光學常數會隨溫度變化顯著波動。
對于某些金屬材料而言,它們強度較低,易受損傷,并且在大氣中容易氧化。在這種情況下,需要為其添加保護層或將其夾在兩個透明板之間。而對于其他材料,在鍍膜過程中為了確保膜層與基底的良好粘合,有時需在基底上先鍍一層附著層。例如,在玻璃基底上鍍金(Au)膜之前,通常會在玻璃表面鍍一層鎳(Ni)作為附著層。
真空鍍膜技術適用于多種材質,包括金屬、樹脂、塑料(如ABS、發泡塑料、回收塑料)、玻璃(水晶)、陶瓷、亞克力、木材、水泥和磷鎂等。這種技術可廣泛應用于汽車、電器、工藝品、電腦手機、飾品以及高檔家具等行業,從而衍生出多個新的裝飾領域。
非導電樣品具有較大的絕緣電阻,在電子束連續掃描過程中,樣品表面會逐漸積累負電荷,形成高負電場,排斥入射電子,導致二次電子發射不穩定并隨機偏轉其軌跡。這會影響探測器的接收效果,造成圖像晃動、亮度突變和無規則的明暗條紋現象,即所謂的“荷電效應”或“充電效應”。通常在樣品表面鍍一層導電薄膜可以提高其導電性,使表面負電荷通過導電膜釋放至地面上,從而消除荷電現象。要實現這一效果,膜層需與金屬樣品臺形成有效的導電連接。
連續的導電膜不僅可以改善樣品的熱傳導性以減少熱損傷,還能進一步提高其導電性。目前實驗室常用的鍍膜技術包括真空蒸發和離子濺射。
導電膜層應具備高二次電子產率、良好覆蓋性和均勻性,并能在電子束下保持穩定。這種薄膜能夠真實反映樣品表面的微觀細節,有效提升圖像質量。通常選用的鍍膜材料有碳(C)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鉑(Pt)和Au-Pd合金等。其中,金(Au)膜因其高二次電子產率、優良的覆蓋性和易于沉積而成為最常用的材料。然而,其顆粒較大,在高倍放大下會顯示出明顯的“島狀結構”,這是一種裝飾假象(見圖1-8a)。鍍金適用于中低分辨率范圍,兩萬倍以下的圖像。鉑(Pt)和Au-Pd合金膜則具有更細小的顆粒,適合于更高分辨率的應用(見圖1-8b)。對于場發射電鏡的要求更加嚴格,至少需在20萬倍放大下仍無結構顯現時才滿足要求,此時高真空鍍鉻(Cr)即可達到需求。
圖1展示了經過鍍膜處理后的塑膠球形貌,其膜層厚度為10納米。