un microscopio electrónico de barrido (SEM) es una poderosa herramienta de aumento que utiliza haces enfocados de electrones para obtener información.,
las imágenes tridimensionales de alta resolución producidas por SEMs proporcionan información topográfica, morfológica y compositiva que las hace invaluables en una variedad de aplicaciones científicas e industriales.
A la derecha, una imagen de
un grano de polen se ve bajo un SEM.,
SEM Propiedades
El Microscopio electrónico desarrollado por el profesor Dr. Charles Oatlev con la asistencia de estudiantes de posgrado en la década de 1950, es uno de los tres tipos de microscopios de electrones (EM).
los microscopios electrónicos utilizan los mismos principios básicos que los microscopios ópticos, pero enfocan haces de electrones energéticos en lugar de fotones, para magnificar un objeto.,0eea5d21d7″>Computer
además, los SEMS requieren una fuente de alimentación estable, sistema de vacío y refrigeración, espacio libre de vibraciones y necesidad de estar alojado en un área que aísla el instrumento de los campos magnéticos y eléctricos ambientales.,
SEM Imaging
un microscopio electrónico de barrido proporciona información detallada de la superficie trazando una muestra en un patrón rasterizado con un haz de electrones.
el proceso comienza con una pistola de electrones generando un haz de electrones energéticos por la columna y sobre una serie de lentes electromagnéticas.
estas lentes son tubos, envueltos en bobina y denominados solenoides.,
las bobinas se ajustan para enfocar el haz de electrones incidente sobre la muestra; estos ajustes causan fluctuaciones en el voltaje, aumentando/disminuyendo la velocidad en la que los electrones entran en contacto con la superficie de la muestra.
controlado por computadora, el operador SEM puede ajustar el haz para controlar la ampliación y determinar el área de superficie a escanear.
el haz se enfoca en el escenario, donde se coloca una muestra sólida., La mayoría de las muestras requieren cierta preparación antes de ser colocadas en la cámara de vacío.
de la variedad de diferentes procesos de preparación, los dos más utilizados antes del análisis SEM son el recubrimiento de pulverización catódica para muestras no conductoras y la deshidratación de la mayoría de las muestras biológicas.
además, todas las muestras deben poder manejar la baja presión dentro de la cámara de vacío.,
la interacción entre los electrones incidentes y la superficie de la muestra está determinada por la velocidad de aceleración de los electrones incidentes, que transportan cantidades significativas de energía cinética antes de enfocarse en la muestra.
cuando los electrones incidentes entran en contacto con la muestra, se liberan electrones energéticos de la superficie de la muestra. Los patrones de dispersión realizados por la interacción proporcionan información sobre el tamaño, la forma, la textura y la composición de la muestra.,
una variedad de detectores se utilizan para atraer diferentes tipos de electrones dispersos, incluyendo electrones secundarios y retrodispersión, así como rayos X.
los electrones de retrodispersión son electrones incidentales reflejados hacia atrás; las imágenes proporcionan datos de composición relacionados con la detección de elementos y compuestos. Aunque la información topográfica se puede obtener utilizando un detector de retrodispersión, no es tan precisa como un SED.,
los electrones de retrodispersión difractados determinan las estructuras cristalinas, así como la orientación de los minerales y micro-tejidos.
los rayos X, emitidos desde debajo de la superficie de la muestra, pueden proporcionar información de elementos y minerales.
SEM produce imágenes tridimensionales en blanco y negro.,
el aumento de la imagen puede ser de hasta 10 nanómetros y, aunque no es tan potente como su contraparte TEM, las intensas interacciones que tienen lugar en la superficie de la muestra proporcionan una mayor profundidad de Visión, una mayor resolución y, en última instancia, una imagen de superficie más detallada.
aplicaciones SEM
los Sem tienen una variedad de aplicaciones en una serie de campos científicos y relacionados con la industria, especialmente donde las caracterizaciones de materiales sólidos son beneficiosas.,
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 puede ser una herramienta de investigación esencial en campos como ciencias de la vida, biología, gemología, Ciencias Médicas y forenses, metalurgia.
además, los SEMs tienen aplicaciones industriales y tecnológicas prácticas como la inspección de semiconductores, la línea de producción de productos minúsculos y el ensamblaje de microchips para computadoras.,
ventajas de SEM
las ventajas de un microscopio electrónico de barrido incluyen su amplia gama de aplicaciones, La detallada imagen tridimensional y topográfica y la versátil información obtenida de diferentes detectores.
los SEMs también son fáciles de operar con la capacitación adecuada y los avances en tecnología informática y el software asociado hacen que la operación sea fácil de usar.
este instrumento funciona rápidamente, a menudo completando los análisis SEI, BSE y EDS en menos de cinco minutos., Además, los avances tecnológicos en los SEMs modernos permiten la generación de datos en forma digital.
aunque todas las muestras deben prepararse antes de colocarse en la cámara de vacío, la mayoría de las muestras SEM requieren acciones de preparación mínimas.
SEM Desventajas
Las desventajas de un Microscopio electrónico de barrido de inicio con el tamaño y el costo.,
los SEM son caros, grandes y deben estar alojados en un área libre de cualquier posible interferencia eléctrica, magnética o de vibración.
el mantenimiento consiste en mantener un voltaje constante, Corrientes a bobinas electromagnéticas y circulación de agua fría.
se requiere capacitación especial para operar un SEM y preparar muestras.
la preparación de muestras puede dar lugar a artefactos., El impacto negativo se puede minimizar con investigadores con experiencia conocedores que pueden identificar artefactos a partir de datos reales, así como la habilidad de preparación. No hay una manera absoluta de eliminar o identificar todos los artefactos potenciales.
además, los SEMs se limitan a muestras sólidas e inorgánicas lo suficientemente pequeñas como para caber dentro de la cámara de vacío que puede manejar una presión de vacío moderada.
finalmente, los SEMs conllevan un pequeño riesgo de exposición a la radiación asociada con los electrones que se dispersan por debajo de la superficie de la muestra.,
la cámara de muestra está diseñada para evitar cualquier interferencia eléctrica y magnética, lo que debería eliminar la posibilidad de que la radiación escape de la cámara. A pesar de que el riesgo es mínimo, se aconseja a los operadores de SEM e investigadores que observen precauciones de seguridad.
El microscopio electrónico de barrido de Hitachi
Hitachi High-Technologies, formado en 2001, fabrica una variedad de productos relacionados con la ciencia y la tecnología.,
algunos productos de Hitachi incluyen espectrofotómetros, una variedad de analizadores, equipos de inspección, dispositivos electrónicos y productos semiconductores, así como una línea de microscopios.,div>
un microscopio electrónico de barrido proporciona datos de superficie detallados de muestras sólidas.,
los SEMs toman electrones incidentales y los enfocan en una muestra; los electrones que se dispersan fuera de la superficie después de esta interacción se pueden analizar con una variedad de detectores que proporcionan información topográfica, morfológica y compositiva con respecto a la superficie de una muestra.
aunque los SEM son equipos grandes y costosos, siguen siendo populares entre los investigadores debido a su amplia gama de aplicaciones y capacidades, incluidas las imágenes detalladas de alta resolución, tridimensionales que producen.,
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