Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) pozwala uzyskać szczegółowe, powiększone obrazy obiektu poprzez skanowanie jego powierzchni w celu uzyskania obrazu o wysokiej rozdzielczości. SEM robi to za pomocą skupionej wiązki elektronów. Powstałe obrazy zawierają informacje o tym, z czego wykonany jest przedmiot i jakie są jego cechy fizyczne. Instrumentem, który uzyskuje te informacje o składzie i topografii, jest skaningowy mikroskop elektronowy. Jako praktyczne i użyteczne narzędzie SEM ma szeroki zakres zastosowań w kilku branżach i sektorach. Może analizować zarówno materiały wytworzone przez człowieka, jak i naturalnie występujące.
Co się dzieje podczas działania SEM?
Skaningowa mikroskopia elektronowa polega na skanowaniu próbki wiązkami elektronów. Działo elektronowe wystrzeliwuje te wiązki, które następnie przyspieszają w dół kolumny skaningowego mikroskopu elektronowego. Podczas tego działania wiązki elektronów przechodzą przez szereg soczewek i otworów, które skupiają je. Dzieje się to w warunkach próżni, co zapobiega oddziaływaniu cząsteczek lub atomów już obecnych w kolumnie mikroskopu z wiązką elektronów.
Zapewnia to wysoką jakość obrazu. Próżnia chroni również źródło elektronów przed wibracjami i hałasem. Wiązki elektronów skanują próbkę w układzie rastrowym, skanując powierzchnię liniami z boku na bok, od góry do dołu. Elektrony oddziałują z atomami na powierzchni próbki. To oddziaływanie wytwarza sygnały w postaci elektronów wtórnych, elektronów wstecznie rozproszonych i promieni, które są charakterystyczne dla próbki. Detektory w mikroskopie wychwytują te sygnały i tworzą obrazy o wysokiej rozdzielczości wyświetlane na ekranie komputera.
Jak działa skaningowy mikroskop elektronowy?
Instrument używany do SEM zawiera następujące elementy:
Źródło elektronów
Anoda
Soczewka kondensacyjna
Cewki skanujące
Obiektyw.
Źródło elektronów generuje elektrony w górnej części kolumny mikroskopu. Płyta anodowa ma ładunek dodatni, który przyciąga elektrony, tworząc wiązkę. Soczewka kondensora kontroluje rozmiar wiązki i określa liczbę elektronów w wiązce. Rozmiar wiązki określi rozdzielczość obrazu. Przysłony mogą być również używane do kontrolowania rozmiaru wiązki. Cewki skanujące odchylają wiązkę wzdłuż osi x i y, aby zapewnić, że skanuje powierzchnię próbki w sposób rastrowy. Soczewka obiektywu jest ostatnią soczewką w sekwencji soczewek, które tworzą wiązkę elektronów. Jako soczewka znajdująca się najbliżej próbki, skupia wiązkę w bardzo małym miejscu na próbce.
