Un Microscopio elettronico a Scansione (SEM) è un potente ingrandimento strumento che utilizza focalizzato fasci di elettroni per ottenere informazioni.,
Le immagini tridimensionali ad alta risoluzione prodotte da SEMs forniscono informazioni topografiche, morfologiche e compositive che le rendono preziose in una varietà di applicazioni scientifiche e industriali.
A destra è una foto di
un granello di polline, osservate al SEM.,
SEM Proprietà
Il Microscopio elettronico a Scansione sviluppato dal professor Dr. Carlo Oatlev con l’assistenza di studenti laureati nel 1950, sono uno dei tre tipi di microscopi elettronici (EM).
I microscopi elettronici utilizzano gli stessi principi di base dei microscopi ottici, ma mettono a fuoco fasci di elettroni energetici piuttosto che fotoni, per ingrandire un oggetto.,0eea5d21d7″>Computer
inoltre, SEMs richiedono un’alimentazione stabile, il vuoto e il sistema di raffreddamento, di vibrazione, di spazio e bisogno di essere ospitati in un’area che isola lo strumento ambiente campi elettrici e magnetici.,
SEM Imaging
Un microscopio elettronico a scansione fornisce informazioni dettagliate sulla superficie tracciando un campione in un modello raster con un fascio di elettroni.
Il processo inizia con un cannone elettronico che genera un fascio di elettroni energetici lungo la colonna e su una serie di lenti elettromagnetiche.
Queste lenti sono tubi, avvolti in bobina e indicati come solenoidi.,
Le bobine vengono regolate per focalizzare il fascio di elettroni incidente sul campione; queste regolazioni causano fluttuazioni nella tensione, aumentando / diminuendo la velocità in cui gli elettroni entrano in contatto con la superficie del campione.
Controllato tramite computer, l’operatore SEM può regolare il raggio per controllare l’ingrandimento e determinare la superficie da scansionare.
Il fascio viene focalizzato sul palco, dove viene posizionato un campione solido., La maggior parte dei campioni richiede una certa preparazione prima di essere collocati nella camera a vuoto.
Tra i diversi processi di preparazione, i due più comunemente usati prima dell’analisi SEM sono il rivestimento di sputter per campioni non conduttivi e la disidratazione della maggior parte dei campioni biologici.
Inoltre, tutti i campioni devono essere in grado di gestire la bassa pressione all’interno della camera a vuoto.,
L’interazione tra gli elettroni incidenti e la superficie del campione è determinata dalla velocità di accelerazione degli elettroni incidenti, che trasportano quantità significative di energia cinetica prima di concentrarsi sul campione.
Quando gli elettroni incidenti entrano in contatto con il campione, gli elettroni energetici vengono rilasciati dalla superficie del campione. I pattern di dispersione creati dall’interazione forniscono informazioni su dimensioni, forma, consistenza e composizione del campione.,
Una varietà di rivelatori sono utilizzati per attirare diversi tipi di elettroni sparsi, tra cui elettroni secondari e backscattered così come i raggi X.
Gli elettroni backscatter sono elettroni incidentali riflessi all’indietro; le immagini forniscono dati di composizione relativi al rilevamento di elementi e composti. Sebbene le informazioni topografiche possano essere ottenute utilizzando un rilevatore di retrodiffusione, non sono accurate come un SED.,
Gli elettroni di backscatter diffratti determinano le strutture cristalline e l’orientamento dei minerali e dei micro-tessuti.
I raggi X, emessi da sotto la superficie del campione, possono fornire informazioni sugli elementi e sui minerali.
SEM produce immagini tridimensionali in bianco e nero.,
L’ingrandimento dell’immagine può essere fino a 10 nanometri e, sebbene non sia potente come la sua controparte TEM, le intense interazioni che avvengono sulla superficie del campione forniscono una maggiore profondità di visione, una risoluzione più elevata e, in definitiva, un’immagine superficiale più dettagliata.
Applicazioni SEM
I SEM hanno una varietà di applicazioni in una serie di campi scientifici e industriali, specialmente dove le caratterizzazioni di materiali solidi sono vantaggiose.,
In addition to topographical, morphological and compositional information, a Scanning Electron Microscope can detect and analyze surface fractures, provide information in microstructures, examine surface contaminations, reveal spatial variations in chemical compositions, provide qualitative chemical analyses and identify crystalline structures.,
SEMs può essere come strumento di ricerca essenziale in campi come scienze della vita, biologia, gemmologia, scienza medica e forense, metallurgia.
Inoltre, i SEMs hanno applicazioni industriali e tecnologiche pratiche come l’ispezione dei semiconduttori, la linea di produzione di prodotti minuscoli e l’assemblaggio di microchip per computer.,
Vantaggi SEM
I vantaggi di un microscopio elettronico a scansione includono la sua vasta gamma di applicazioni, l’imaging tridimensionale e topografico dettagliato e le informazioni versatili raccolte da diversi rivelatori.
I SEMs sono anche facili da usare con la formazione adeguata e i progressi nella tecnologia informatica e il software associato rendono il funzionamento facile da usare.
Questo strumento funziona velocemente, completando spesso le analisi SEI, BSE ed EDS in meno di cinque minuti., Inoltre, i progressi tecnologici nei moderni SEM consentono la generazione di dati in forma digitale.
Sebbene tutti i campioni debbano essere preparati prima di essere collocati nella camera a vuoto, la maggior parte dei campioni SEM richiede azioni di preparazione minime.
SEM Svantaggi
Gli svantaggi di un Microscopio elettronico a Scansione iniziare con le dimensioni e il costo.,
I SEM sono costosi, di grandi dimensioni e devono essere alloggiati in un’area priva di eventuali interferenze elettriche, magnetiche o di vibrazioni.
La manutenzione comporta il mantenimento di una tensione costante, delle correnti alle bobine elettromagnetiche e della circolazione dell’acqua fredda.
È necessario un addestramento speciale per utilizzare un SEM e preparare i campioni.
La preparazione dei campioni può provocare artefatti., L’impatto negativo può essere ridotto al minimo con ricercatori esperti di esperienza in grado di identificare artefatti da dati reali e abilità di preparazione. Non esiste un modo assoluto per eliminare o identificare tutti i potenziali artefatti.
Inoltre, i SEM sono limitati a campioni solidi inorganici abbastanza piccoli da adattarsi all’interno della camera del vuoto in grado di gestire una pressione moderata del vuoto.
Infine, i SEM comportano un piccolo rischio di esposizione alle radiazioni associato agli elettroni che si disperdono da sotto la superficie del campione.,
La camera di campionamento è progettata per prevenire qualsiasi interferenza elettrica e magnetica, che dovrebbe eliminare la possibilità di radiazioni che fuoriescono dalla camera. Anche se il rischio è minimo, gli operatori SEM e i ricercatori sono invitati a osservare le precauzioni di sicurezza.
Microscopio elettronico a scansione di Hitachi
Hitachi High-Technologies, costituita nel 2001, produce una varietà di prodotti scientifici e tecnologici.,
Alcuni prodotti Hitachi includono spettrofotometri, una varietà di analizzatori, apparecchiature di ispezione, dispositivi elettronici e prodotti a semiconduttore, nonché una linea di microscopi.,div>
Un Microscopio elettronico a Scansione fornisce una dettagliata dei dati di superficie di campioni solidi.,
I SEMs prendono elettroni incidentali e li concentrano su un campione; gli elettroni che si disperdono sulla superficie dopo questa interazione possono essere analizzati con una varietà di rivelatori che forniscono informazioni topografiche, morfologiche e compositive riguardanti la superficie di un campione.
Anche se SEMs sono grandi, pezzi costosi di attrezzature, rimangono popolari tra i ricercatori a causa della loro vasta gamma di applicazioni e capacità, tra cui l’alta risoluzione, tridimensionale, immagini dettagliate che producono.,
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