1. 引言
在(zài)掃描電子(zǐ)顯微鏡（SEM）分析中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)獲得高質量的(de)圖像，對非導電樣品進行導電鍍膜處理至關重要(yào / yāo)。這(zhè)一(yī / yì ／yí)步驟能夠有效地(dì / de)防止樣品表面電荷積聚，從而(ér)避免圖像失真和(hé / huò)僞影的(de)産生。同時(shí)，導電鍍膜還能減少電子(zǐ)束對樣品的(de)損傷，并提高二次電子(zǐ)的(de)發射效率，最終提升圖像的(de)對比度和(hé / huò)分辨率 1。金（Au）因其優異的(de)導電性、良好的(de)化學穩定性以(yǐ)及相對較高的(de)二次電子(zǐ)産率，常被選作SEM樣品制備的(de)鍍膜材料 1。
在(zài)磁控濺射鍍金膜的(de)過程中，采用低溫環境進行處理可以(yǐ)獲得更爲(wéi / wèi)細小的(de)晶粒。這(zhè)種細晶粒的(de)特性被認爲(wéi / wèi)能夠進一(yī / yì ／yí)步提升SEM圖像的(de)質量，尤其是(shì)在(zài)高分辨率成像方面。初步的(de)研究資料顯示，盡管金具有良好的(de)導電性，但其形成的(de)晶粒尺寸相對較大(dà)，這(zhè)在(zài)一(yī / yì ／yí)定程度上(shàng)限制了(le／liǎo)其在(zài)高分辨率應用中的(de)表現 1。然而(ér)，通過預先冷卻樣品台等方式，有可能減小鍍膜的(de)晶粒尺寸 1。
本報告旨在(zài)深入探讨低溫磁控濺射鍍金膜獲得更細晶粒這(zhè)一(yī / yì ／yí)論斷的(de)科學依據和(hé / huò)實際意義。報告将分析磁控濺射的(de)基本原理，探讨溫度對薄膜生長機制的(de)影響，回顧現有關于(yú)低溫金濺射與晶粒尺寸關系的(de)文獻，讨論相關的(de)工藝參數和(hé / huò)靶材選擇，闡述低溫鍍金膜在(zài)SEM成像中的(de)預期效果，介紹實現低溫濺射的(de)方法，并展望其潛在(zài)的(de)應用前景。
2. 磁控濺射鍍金膜的(de)原理
磁控濺射是(shì)一(yī / yì ／yí)種常用的(de)物理氣相沉積（PVD）技術，用于(yú)在(zài)襯底表面沉積一(yī / yì ／yí)層薄膜，例如金膜。該過程通常在(zài)真空環境中進行，腔室内充入惰性氣體，最常見的(de)是(shì)氩氣（Ar）1。在(zài)靶材（通常爲(wéi / wèi)純金）和(hé / huò)襯底之(zhī)間施加高電壓，導緻氩氣電離形成等離子(zǐ)體。等離子(zǐ)體中的(de)氩離子(zǐ)在(zài)電場的(de)作用下加速轟擊金靶，将靶材表面的(de)金原子(zǐ)濺射出(chū)來(lái)。這(zhè)些被濺射出(chū)的(de)金原子(zǐ)随後沉積在(zài)位于(yú)對面的(de)襯底表面，形成一(yī / yì ／yí)層薄薄的(de)金膜 1。
磁控濺射的(de)特點在(zài)于(yú)其利用磁場（通常由位于(yú)靶材背後的(de)永磁體産生）來(lái)約束等離子(zǐ)體中的(de)電子(zǐ)，使其在(zài)靶材表面附近做螺旋運動。這(zhè)有效地(dì / de)增加了(le／liǎo)電子(zǐ)與氩氣原子(zǐ)的(de)碰撞幾率，提高了(le／liǎo)等離子(zǐ)體的(de)密度和(hé / huò)電離效率，從而(ér)實現了(le／liǎo)更高的(de)濺射速率，并允許在(zài)較低的(de)工作氣壓下進行濺射 1。
金之(zhī)所以(yǐ)被廣泛應用于(yú)SEM樣品的(de)導電鍍膜，主要(yào / yāo)是(shì)因爲(wéi / wèi)其具有優異的(de)導電性，能夠有效地(dì / de)将電子(zǐ)束在(zài)樣品表面産生的(de)電荷導走，避免電荷積累導緻的(de)圖像變形 1。此外，金的(de)化學性質穩定，不(bù)易在(zài)空氣中氧化，保證了(le／liǎo)鍍膜層性能的(de)長期可靠性 7。金還具有相對較高的(de)二次電子(zǐ)産率，有助于(yú)提高SEM圖像的(de)信号強度，從而(ér)獲得更清晰、更細緻的(de)圖像 1。然而(ér)，金作爲(wéi / wèi)濺射靶材的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)主要(yào / yāo)局限性在(zài)于(yú)，其在(zài)沉積過程中容易形成相對較大(dà)的(de)晶粒。尤其是(shì)在(zài)高倍率（通常高于(yú)30,000倍）的(de)SEM觀察下，這(zhè)些較大(dà)的(de)晶粒可能會變得可見，甚至掩蓋或幹擾樣品表面微細結構的(de)觀察 1。對于(yú)需要(yào / yāo)極高分辨率的(de)應用，特别是(shì)在(zài)使用場發射掃描電子(zǐ)顯微鏡（FEG-SEM）時(shí)，通常會考慮使用其他(tā)能夠形成更細晶粒的(de)鍍膜材料，如鉻、鉑或銥 1。
3. 低溫對薄膜生長和(hé / huò)晶粒尺寸的(de)影響
薄膜的(de)形成是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)涉及成核和(hé / huò)生長的(de)過程 17。首先，被濺射出(chū)的(de)原子(zǐ)在(zài)襯底表面形核，形成微小的(de)晶核；随後，這(zhè)些晶核逐漸長大(dà)并相互連接，最終形成連續的(de)薄膜。溫度是(shì)影響這(zhè)些過程的(de)關鍵因素，它直接決定了(le／liǎo)沉積原子(zǐ)在(zài)襯底表面的(de)遷移率、薄膜的(de)表面能以(yǐ)及晶界的(de)形成 17。
在(zài)較高的(de)襯底溫度下，沉積原子(zǐ)擁有更高的(de)熱能，從而(ér)具有更強的(de)表面擴散能力。這(zhè)種增強的(de)遷移率使得原子(zǐ)能夠更容易地(dì / de)移動到(dào)能量更低的(de)穩定位置，并傾向于(yú)聚集形成更大(dà)、更規則的(de)晶粒 26。相反，較低的(de)襯底溫度會限制沉積原子(zǐ)的(de)表面遷移率。由于(yú)熱能不(bù)足，原子(zǐ)在(zài)襯底表面的(de)移動距離有限，這(zhè)會導緻更高的(de)成核密度，并且限制了(le／liǎo)已有晶粒的(de)進一(yī / yì ／yí)步長大(dà)，最終形成具有更細小晶粒的(de)薄膜 1。然而(ér)，如果溫度過低，原子(zǐ)遷移率可能會受到(dào)過度抑制，阻礙正常的(de)結晶和(hé / huò)薄膜形成，導緻非晶态或結晶度較差的(de)薄膜 28。
表面能在(zài)決定薄膜的(de)生長模式（例如，島狀生長、層狀生長）方面起着至關重要(yào / yāo)的(de)作用。溫度可以(yǐ)影響表面能以(yǐ)及沉積薄膜與襯底之(zhī)間的(de)相互作用，從而(ér)影響最終的(de)薄膜形貌 18。晶界是(shì)相鄰晶粒之(zhī)間的(de)界面，其形成也(yě)受到(dào)原子(zǐ)遷移率和(hé / huò)整體生長動力學的(de)影響，而(ér)這(zhè)兩者都與溫度密切相關。
具體到(dào)金原子(zǐ)在(zài)低溫濺射過程中的(de)行爲(wéi / wèi)，較低的(de)溫度會降低沉積的(de)金原子(zǐ)的(de)動能，限制其在(zài)襯底表面上(shàng)的(de)擴散能力。這(zhè)種受限的(de)表面擴散使得沉積的(de)原子(zǐ)更傾向于(yú)停留在(zài)最初的(de)落點或形成小的(de)原子(zǐ)團簇，而(ér)不(bù)是(shì)遷移到(dào)更大(dà)的(de)、已經形成的(de)晶粒中。因此，在(zài)低溫條件下，會形成更多的(de)形核位點，并且晶粒的(de)生長受到(dào)抑制，從而(ér)産生更細小的(de)晶粒結構 1。然而(ér)，需要(yào / yāo)注意的(de)是(shì)，過低的(de)溫度可能會阻礙形成連續且附着良好的(de)金膜所需的(de)必要(yào / yāo)表面擴散。因此，找到(dào)一(yī / yì ／yí)個(gè)最佳的(de)低溫範圍對于(yú)同時(shí)實現細晶粒和(hé / huò)良好的(de)薄膜質量至關重要(yào / yāo)。
4. 低溫磁控濺射鍍金膜的(de)文獻綜述
研究資料 1 表明，設計精良的(de)濺射頭在(zài)低電壓和(hé / huò)低能量輸入下運行，可以(yǐ)減少對襯底的(de)輻射加熱，并有可能爲(wéi / wèi)包括金在(zài)内的(de)特定靶材産生更細的(de)晶粒。這(zhè)暗示着最小化傳遞到(dào)襯底的(de)能量（這(zhè)與較低的(de)有效溫度相關）有利于(yú)獲得更細的(de)晶粒。此外，1 明确指出(chū)，對于(yú)敏感樣品，預冷卻（使用帕爾帖、水或低溫冷卻等方法）和(hé / huò)降低襯底的(de)基線溫度可能是(shì)理想的(de)，并且表明這(zhè)可以(yǐ)導緻鍍膜晶粒尺寸的(de)減小。1 指出(chū)，通過仔細選擇和(hé / huò)控制濺射參數，包括電壓、沉積速率、電流和(hé / huò)真空度，可以(yǐ)實現厚度低至10納米且晶粒尺寸小于(yú)2納米的(de)薄膜。雖然沒有明确提及低溫，但對參數精确控制的(de)需求表明襯底溫度可能是(shì)實現如此細小晶粒尺寸的(de)重要(yào / yāo)因素。廣州競赢的(de)磁控離子(zǐ)濺射儀JY-S100是(shì)一(yī / yì ／yí)種爲(wéi / wèi)金等金屬設計的(de)用于(yú)“冷而(ér)快速沉積”的(de)磁控等離子(zǐ)體濺射鍍膜系統。該系統的(de)目标是(shì)最大(dà)限度地(dì / de)減少SEM和(hé / huò)其他(tā)用途的(de)樣品在(zài)鍍膜過程中的(de)溫度升高。這(zhè)種對“冷”工藝的(de)強調暗示了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種通過最小化熱能輸入來(lái)固有地(dì / de)有利于(yú)更小晶粒尺寸的(de)方法。26 比較了(le／liǎo)在(zài)室溫（25°C）和(hé / huò)較高襯底溫度（400°C）下通過射頻磁控濺射沉積的(de)金納米粒子(zǐ)薄膜的(de)結構特性。結果表明，在(zài)較高溫度下，金納米粒子(zǐ)的(de)結晶度得到(dào)改善，并且促進了(le／liǎo)晶粒生長。這(zhè)反過來(lái)表明，較低的(de)溫度（如本比較中的(de)室溫）将導緻更小的(de)晶粒尺寸。類似地(dì / de)，26 也(yě)觀察到(dào)二氧化矽基體中金納米粒子(zǐ)的(de)晶粒尺寸随着襯底溫度的(de)升高而(ér)增大(dà)，進一(yī / yì ／yí)步支持了(le／liǎo)溫度與晶粒尺寸之(zhī)間存在(zài)反比關系的(de)觀點。9 和(hé / huò) 12 描述了(le／liǎo)在(zài)室溫下使用射頻磁控濺射在(zài)玻璃和(hé / huò)矽襯底上(shàng)沉積金薄膜的(de)過程。雖然它們沒有直接研究較低的(de)溫度，但它們提供了(le／liǎo)在(zài)環境條件下獲得的(de)晶粒形态的(de)基線理解，可以(yǐ)與确實探索較低溫度（或最小化加熱）的(de)研究結果進行比較。這(zhè)些片段中的(de)原子(zǐ)力顯微鏡（AFM）圖像顯示，晶粒結構随着濺射時(shí)間而(ér)演變，突出(chū)了(le／liǎo)除溫度外其他(tā)工藝參數的(de)影響。
綜合來(lái)看，現有文獻表明，在(zài)磁控濺射鍍金膜的(de)過程中，降低襯底溫度通常會導緻更細小的(de)晶粒，尤其是(shì)在(zài)制備超薄膜和(hé / huò)納米粒子(zǐ)時(shí)。雖然不(bù)同研究中使用的(de)具體低溫條件和(hé / huò)濺射參數有所不(bù)同，但總體趨勢是(shì)盡量減少襯底在(zài)濺射過程中的(de)受熱，以(yǐ)獲得更理想的(de)細晶粒效果。
5. 靶材選擇與低溫濺射工藝參數
本報告主要(yào / yāo)關注金（Au）作爲(wéi / wèi)磁控濺射的(de)靶材，正如用戶所提出(chū)的(de) 1。然而(ér)，其他(tā)金屬靶材也(yě)已知能産生比金更細小的(de)晶粒，并且常用于(yú)需要(yào / yāo)超高分辨率的(de)SEM應用。這(zhè)些材料包括鉻（Cr）、鉑（Pt）和(hé / huò)銥（Ir）1。例如，鉻因能産生亞納米級的(de)晶粒而(ér)廣泛應用于(yú)FE-SEM的(de)高分辨率鍍膜。但鉻在(zài)空氣中容易氧化，需要(yào / yāo)立即觀察或在(zài)真空條件下儲存 1。低溫濺射可能有助于(yú)控制鉻膜的(de)晶粒尺寸。鉑與金相比，能提供更細小的(de)晶粒（約2-3納米），更适合高倍率應用。但鉑的(de)濺射速率低于(yú)金 3。低溫濺射也(yě)可能進一(yī / yì ／yí)步細化鉑膜的(de)晶粒尺寸。銥在(zài)各種材料上(shàng)都能展現出(chū)非常細小的(de)晶粒，是(shì)超高分辨率FE-SEM成像的(de)極佳選擇。它也(yě)不(bù)易氧化，這(zhè)使其優于(yú)鉻 8。低溫濺射很可能有助于(yú)保持其細小的(de)晶粒結構。
雖然襯底溫度是(shì)影響薄膜晶粒尺寸的(de)主要(yào / yāo)因素，但其他(tā)濺射工藝參數也(yě)會與其相互作用，共同決定最終的(de)金膜特性，包括晶粒尺寸。優化這(zhè)些參數對于(yú)在(zài)低溫條件下獲得理想的(de)細晶粒結構至關重要(yào / yāo)。42 優化了(le／liǎo)導電金屬薄膜的(de)濺射參數，其結果表明工作氣壓（0.065帕）、濺射功率（70瓦）、濺射時(shí)間（20分鍾）和(hé / huò)氩氣流量（20 SCCM）的(de)控制非常重要(yào / yāo)。較低的(de)濺射功率可能會減少襯底的(de)受熱，從而(ér)有助于(yú)降低有效沉積溫度，并可能形成更小的(de)晶粒，盡管這(zhè)可能會降低沉積速率。11 提到(dào)濺射電壓受真空度和(hé / huò)濺射電流的(de)影響。略高的(de)真空壓力可能導緻較低的(de)濺射電壓，從而(ér)減少傳遞到(dào)襯底的(de)能量，降低有效溫度。1 強調，精确控制電壓、沉積速率、電流和(hé / huò)真空度對于(yú)獲得非常細小的(de)晶粒尺寸（小于(yú)2納米）是(shì)必要(yào / yāo)的(de)，這(zhè)間接表明襯底溫度（受這(zhè)些參數影響）也(yě)至關重要(yào / yāo)。較短的(de)濺射時(shí)間會形成更薄的(de)薄膜。由于(yú)晶粒生長的(de)時(shí)間有限，較薄的(de)薄膜有時(shí)會表現出(chū)更小的(de)晶粒尺寸。因此，在(zài)較低的(de)有效溫度下沉積一(yī / yì ／yí)層薄金膜可能是(shì)一(yī / yì ／yí)種獲得細晶粒的(de)策略 9。濺射氣體（高純氩氣是(shì)标準）的(de)選擇及其壓力對于(yú)等離子(zǐ)體的(de)産生和(hé / huò)穩定性至關重要(yào / yāo)，這(zhè)反過來(lái)會影響濺射過程以(yǐ)及可能的(de)襯底溫度 1。
表格 1：不(bù)同溫度和(hé / huò)工藝參數下磁控濺射金膜的(de)晶粒尺寸
| 溫度 (°C) | 濺射功率 (W) | 氩氣壓力 (Pa) | 濺射時(shí)間 (min) | 晶粒尺寸 (nm) | 參考片段 | 備注 |
| ~25 | 50-90 | 0.013 | 可變 | (見9 | 9 | 室溫沉積，晶粒尺寸随濺射時(shí)間和(hé / huò)襯底變化 |
| ~25 | N/A | ~0.013 | 15-35 | (見12 | 12 | 室溫沉積，原子(zǐ)力顯微鏡顯示晶粒随時(shí)間演變爲(wéi / wèi)多邊形島狀 |
| ~25 | N/A | 0.2 | 30 | 90 | 34 | 低電壓 (0-650V) 濺射，晶粒直徑受電極間距和(hé / huò)濺射電流影響 |
| ~25 | N/A | ~0.013 | 可變 | 細小晶粒 | 9 | 射頻磁控濺射在(zài)未加熱的(de)玻璃闆上(shàng)，在(zài)矽上(shàng)較低濺射時(shí)間形成蠕蟲狀結構 |
| 400 | N/A | 2 x 10<sup>-3</sup> | 可變 | 1.15-1.23 | 26 | 金納米粒子(zǐ)在(zài)二氧化矽基體中，晶粒尺寸随襯底溫度升高而(ér)增大(dà) |
| 400 | N/A | 3 x 10<sup>-3</sup> | 可變 | 0.56-0.60 | 26 | 金納米粒子(zǐ)在(zài)二氧化矽基體中，晶粒尺寸随襯底溫度升高而(ér)增大(dà) |
| 最小化 | N/A | N/A | 可變 | < 5 | 1 | “冷”濺射頭設計旨在(zài)最小化加熱，可能導緻晶粒尺寸小于(yú)5nm |
| 最小化 | N/A | N/A | 可變 | < 2 | 1 | 通過精确控制參數實現，表明最小化襯底溫度是(shì)關鍵因素 |
| 無明顯升高 | N/A | N/A | 10-20秒 | N/A | 11 | 系統設計用于(yú)冷而(ér)快速沉積，樣品溫度無明顯升高 |
6. 低溫濺射鍍金膜在(zài)電鏡圖像中的(de)效果
具有更細晶粒的(de)導電鍍膜對于(yú)實現高分辨率SEM圖像尤其有利，尤其是(shì)在(zài)使用場發射掃描電子(zǐ)顯微鏡（FEG-SEM）時(shí)。FEG-SEM的(de)分辨率通常遠小于(yú)傳統條件下沉積的(de)金鍍膜的(de)晶粒尺寸 1。如果鍍膜的(de)晶粒尺寸與樣品表面被成像的(de)特征尺寸相當或更大(dà)，則鍍膜本身的(de)紋理可能會掩蓋或在(zài)SEM圖像中引入僞影，從而(ér)降低有效分辨率 7。通過采用低溫濺射技術制備具有更細晶粒結構的(de)金膜，可以(yǐ)最大(dà)限度地(dì / de)減少這(zhè)種潛在(zài)的(de)幹擾，從而(ér)可以(yǐ)在(zài)高倍率下更準确地(dì / de)觀察樣品表面的(de)形态。
雖然任何導電鍍膜（包括金）在(zài)SEM中的(de)主要(yào / yāo)作用是(shì)防止非導電樣品表面靜電荷的(de)積累，從而(ér)避免圖像變形和(hé / huò)條紋（充電效應）1，但通過低溫濺射獲得的(de)具有更細晶粒的(de)金膜，其電荷耗散能力并不(bù)一(yī / yì ／yí)定優于(yú)相同厚度的(de)粗晶粒金膜。然而(ér)，更細晶粒結構所帶來(lái)的(de)更光滑的(de)表面可以(yǐ)促進更均勻的(de)二次電子(zǐ)發射，從而(ér)可能産生更清晰、更細緻的(de)圖像。
提供的(de)研究資料中沒有包含直接比較低溫與室溫濺射金膜對SEM圖像質量影響的(de)SEM圖像示例。然而(ér)，文獻一(yī / yì ／yí)緻強調鍍膜晶粒尺寸與SEM可實現分辨率之(zhī)間的(de)關系 1。15 提供了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)般的(de)未鍍膜和(hé / huò)鍍金樣品的(de)SEM圖像示例，展示了(le／liǎo)金鍍膜帶來(lái)的(de)圖像清晰度和(hé / huò)細節的(de)整體改善。基于(yú)更細晶粒鍍膜不(bù)太可能在(zài)高倍率下掩蓋樣品細微特征的(de)理解，可以(yǐ)推斷，低溫濺射的(de)金膜由于(yú)其預期的(de)更小晶粒尺寸，将導緻具有更高分辨率的(de)SEM圖像，尤其是(shì)在(zài)超過30,000倍的(de)放大(dà)倍率下，此時(shí)常規濺射的(de)金的(de)晶粒結構可能會變得可見。
7. 實現低溫磁控濺射的(de)方法與實例
在(zài)磁控濺射系統中實現并維持低溫環境的(de)主要(yào / yāo)方法之(zhī)一(yī / yì ／yí)是(shì)使用冷卻樣品台或樣品夾 1。這(zhè)可以(yǐ)通過各種冷卻機制來(lái)實現，例如熱電冷卻（帕爾帖元件）、水循環，甚至對于(yú)極低溫度可以(yǐ)使用低溫冷卻系統。冷卻方法的(de)選擇取決于(yú)所需的(de)溫度範圍和(hé / huò)樣品的(de)敏感性。
磁控濺射頭本身的(de)設計也(yě)可以(yǐ)在(zài)最小化熱量傳遞到(dào)襯底方面發揮重要(yào / yāo)作用。“冷”濺射頭通常采用永磁體來(lái)有效地(dì / de)将電子(zǐ)束縛在(zài)靶材表面附近，從而(ér)減少高能電子(zǐ)對襯底的(de)轟擊，這(zhè)是(shì)襯底受熱的(de)主要(yào / yāo)來(lái)源 1。
優化濺射工藝參數是(shì)實現低有效沉積溫度的(de)另一(yī / yì ／yí)個(gè)關鍵方面。使用較低的(de)濺射功率将降低濺射原子(zǐ)的(de)能量和(hé / huò)等離子(zǐ)體密度，這(zhè)兩者都會導緻襯底受熱。類似地(dì / de)，采用較短的(de)沉積時(shí)間将限制樣品上(shàng)的(de)總熱負荷 1。11 特别提到(dào)了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種爲(wéi / wèi)“冷”沉積而(ér)設計的(de)磁控濺射鍍膜系統，表明采用了(le／liǎo)特定的(de)工程方法來(lái)防止被鍍樣品出(chū)現明顯的(de)溫度升高。
研究資料中沒有提供明确利用低溫濺射金膜進行SEM以(yǐ)獲得更細晶粒的(de)具體應用案例。然而(ér)，金濺射在(zài)SEM樣品制備中的(de)一(yī / yì ／yí)般應用在(zài)材料科學、生物學和(hé / huò)電子(zǐ)學等各個(gè)領域都有充分的(de)記錄，用于(yú)成像非導電樣品 1。低溫濺射細晶粒金膜的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)主要(yào / yāo)應用領域将是(shì)熱敏樣品（如聚合物或生物樣品）的(de)SEM成像，這(zhè)些樣品可能會因傳統濺射産生的(de)熱量而(ér)損壞或改變。在(zài)低溫下沉積導電金膜的(de)能力将保持這(zhè)些精細樣品的(de)完整性，同時(shí)仍然能夠進行高分辨率成像。在(zài)冷凍SEM領域，樣品保持在(zài)低溫狀态以(yǐ)保存其原始狀态，需要(yào / yāo)一(yī / yì ／yí)種産生最小熱量的(de)鍍膜工藝。雖然金可能并不(bù)總是(shì)冷凍SEM中獲得最高分辨率的(de)首選材料，但低溫濺射金在(zài)某些需要(yào / yāo)其導電性和(hé / huò)二次電子(zǐ)産率的(de)冷凍SEM應用中仍然可能是(shì)有益的(de) 3。
8. 結論與展望
根據對所提供研究資料的(de)分析，有證據支持低溫磁控濺射鍍金膜能夠獲得更細晶粒的(de)觀點。文獻表明，通過冷卻樣品台和(hé / huò)采用“冷”濺射頭設計等方法來(lái)最小化襯底受熱，可以(yǐ)促進更高的(de)成核密度并限制原子(zǐ)遷移率，從而(ér)抑制晶粒生長，尤其是(shì)在(zài)制備超薄膜和(hé / huò)納米粒子(zǐ)時(shí)，最終獲得更小的(de)晶粒尺寸。雖然在(zài)所有研究資料中沒有明确定義一(yī / yì ／yí)個(gè)精确的(de)最佳低溫範圍，但與在(zài)較高溫度下進行的(de)沉積相比，在(zài)金濺射過程中将襯底溫度保持在(zài)室溫或更低似乎更有利于(yú)獲得更細的(de)晶粒。
金由于(yú)其優異的(de)導電性和(hé / huò)其他(tā)理想的(de)特性，仍然是(shì)SEM鍍膜的(de)常用且有價值的(de)靶材。雖然與其他(tā)一(yī / yì ／yí)些金屬（如鉻或鉑）相比，金本身具有較大(dà)的(de)晶粒尺寸，但采用低溫濺射技術可以(yǐ)幫助緩解這(zhè)一(yī / yì ／yí)限制，使金鍍膜更适合高分辨率成像應用，尤其是(shì)在(zài)與FEG-SEM配合使用時(shí)。使用低溫濺射獲得的(de)具有更細晶粒的(de)金膜，在(zài)SEM圖像中的(de)預期效果包括更高的(de)分辨率，特别是(shì)在(zài)高倍率下，因爲(wéi / wèi)更細的(de)鍍膜結構不(bù)太可能掩蓋樣品表面的(de)細微特征。
未來(lái)的(de)研究可以(yǐ)側重于(yú)進行更系統和(hé / huò)定量的(de)研究，以(yǐ)精确确定在(zài)保持金膜其他(tā)基本特性（如均勻性、附着力和(hé / huò)導電性）的(de)同時(shí)，獲得用于(yú)SEM的(de)最細晶粒尺寸的(de)最佳低溫範圍和(hé / huò)濺射參數。透射電子(zǐ)顯微鏡（TEM）等技術可用于(yú)進一(yī / yì ／yí)步表征這(zhè)些薄膜的(de)晶粒結構。開發更多可用于(yú)SEM樣品制備且用戶友好的(de)低溫磁控濺射系統，将有助于(yú)該技術在(zài)更廣泛的(de)研究實驗室中得到(dào)應用。探索将金合金或多層鍍膜與低溫濺射相結合的(de)潛力，以(yǐ)實現超細晶粒尺寸和(hé / huò)其他(tā)理想鍍膜特性（如增強的(de)二次電子(zǐ)發射或改進的(de)濺射速率）的(de)協同效應，也(yě)可能是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)有希望的(de)未來(lái)研究方向。
