金靶这么贵，还有其他平替靶材（方案）吗？ （金价高背景下 低真空镀膜仪 靶材平替方案）
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作者:VPI_ZTT
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发布时间: 2025-06-16
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在国际金价持续上涨背景下，寻找低真空镀膜仪中金靶的替代靶材具有现实意义。文章分析了银靶和铂金靶替代金靶用于SEM及场发射电镜样品制备的可行性，对比了三者在材料性能、膜层质量、电镜成像效果、靶材兼容性等方面的表现。从材料性能看，银靶成本低、导电性佳但颗粒略大且易失光；铂金靶颗粒超细、化学惰性好但导电性稍逊且价格贵；金靶性能均衡但价格高。膜层质量上，铂金膜均匀性好但对真空要求高，银膜在含卤素材料上质量可能受影响，金膜和银膜附着力好。电镜成像方面，铂膜适合高分辨率场景，金膜和银膜在中低分辨率下表现良好。仪器兼容性上，SD - 900/SD - 900M等镀膜仪兼容多种金属靶材。在金价高企时，银靶适合中低倍率成像和即时观察场景，铂金靶适合高分辨率和高要求应用。用户可根据实验需求和经费状况选择靶材，银和铂等靶材将在SEM制样领域发挥更重要作用。
金靶这么贵，还有其他平替靶材（方案）吗？
（金价高背景下 低真空镀膜仪 靶材平替方案）
最近半年来国际金价持续上涨，作为扫描电子显微镜（SEM）样品镀膜常用靶材的金（Au）成本显著提高。传统上，低真空溅射镀膜仪（如VPI公司的SD-900和SD-900M等型号）广泛使用金靶对非导电样品进行镀膜，以提高样品导电性和成像质量。然而，在金价高企的背景下，寻找成本更低或性能更优的替代靶材变得具有现实意义。
今天，我们分析银靶（Ag）和铂金靶（Pt）在低真空溅射镀膜仪中替代金靶用于SEM及场发射电镜样品制备的可行性，包括镀膜性能、电导率、膜层质量、成像分辨率等方面的对比。对不同靶材在这些仪器上的兼容性、稳定性、应用案例以及性价比进行阐述，并给出关键性能参数的对比表格，帮助用户直观了解银靶和铂金靶作为金靶替代材料的优势与局限。
材料性能对比
选择溅射靶材时需要考虑材料的电学性质、微观结构以及溅射特性。下表总结了金（Au）、银（Ag）和铂（Pt）三种常用贵金属靶材的关键性能参数对比：
性能参数 | 金靶 Au | 银靶 Ag | 铂金靶 Pt |
体电阻率 (20℃) | 2.2×10^−8 Ω·m | 1.6×10^−8 Ω·m | 1.1×10^−7 Ω·m |
电导率（相对铜=100） | 約71（高导电） | 約108（最高导电） | 約16（较低导电） |
典型溅射膜粒径 | ~5–15 nm（颗粒较细） | 与金相当或略大（~5–20 nm） | ~2–7 nm（颗粒最细） |
溅射沉积速率 | 1.0×（基准） | ~1.0×（与金相近） | ~0.4×（约慢60%） |
所需镀膜厚度 | ~10 nm | ~10 nm（与金相当） | ~2–5 nm |
二次电子产额 | 高（重元素，SE信号强） | 中等略低 | 高（重元素，SE信号强） |
化学稳定性（空气中） | 极佳（惰性，不氧化） | 较差（易失去光泽，受卤素腐蚀） | 极佳（惰性，不氧化） |
适用最大倍率 | ~50,000×（高倍率下颗粒显现） | ~30,000–50,000×（中等倍率） | ≥100,000×（超高倍率） |
对EDS分析干扰 | 有：Au M、L线影响P/S能峰 | 小：Ag避开P/S常用区 | 有：Pt M、L线产生谱峰 |
上述对比表明，银在电导率方面优于金和铂，其电阻率仅约1.6×10^-8 Ω·m，为所有金属中最高导电率者。金的电导性也很好（约2.2×10^-8 Ω·m），而铂的电阻率高达1.1×10^-7 Ω·m，导电性能明显不及金、银。这意味着在相同膜厚下，银膜的导电能力最强，金次之，铂相对较弱。不过在SEM镀膜的实际厚度范围内（几纳米），只要形成连续膜层，三者均能有效导走电荷，避免样品表面充电。
