MIKROSKOP SEM

SEM – Scanning Electron Microscope

Budowa i działanie mikroskopu SEM

W mikroskopie SEM analiza obiektu odbywa się poprzez skanowanie powierzchni próbki wiązką elektronów. Źródłem swobodnych elektronów jest katoda. W układzie optycznym za pomocą soczewek są one formowane w wiązkę. Skokowy ruch wiązki uzyskiwany jest dzięki zastosowaniu elektromagnesów odchylających. Kondensor skupia ją i nakierowuje na preparat mikroskopowy. Obraz powstaje na skutek przetworzenia sygnału emitowanego przez elektrony na sygnał świetlny.

Zdolność rozdzielcza regulowana jest za pomocą średnicy wiązki, na którą wpływa zastosowane napięcie przyspieszające. Regulacja odchylania wiązki pozwala na uzyskanie odpowiedniego powiększenia.

Obiekty przymocowuje się do stolika mikroskopu za pomocą taśmy lub krążków węglowych, które zabezpieczają przed kumulowaniem się ładunków na powierzchni próbki. Na stoliku mieści się nawet do 9 obiektów co ułatwia wykonanie analizy porównawczej.

Obrazowanie w mikroskopie SEM

Obrazy powstające z wykorzystaniem mikroskopów SEM mają charakter przestrzenny. Dzieje się tak dlatego że do tworzenia obrazu wykorzystywane są sygnały powstające na skutek różnych odziaływań wiązki z preparatem. Informacje o składzie chemicznym dostarcza sygnał emitowany przez elektrony odbite (BSE).  Elektrony absorbowane (AE) przez próbkę są negatywem elektronów odbitych.  Topografię  charakteryzujemy wykorzystując sygnał pochodzący od elektronów wybitych z powierzchni próbki, czyli tzw. elektronów wtórnych (SE). Sygnał dyfrakcji elektronów (EBSD) emitowany jest przez elektrony, które przeniknęły przez próbkę, dlatego dostarcza informacji o strukturze wewnętrznej. Sygnały emitowany przez promieniowanie rentgenowskie pozwala na określenie składu pierwiastkowego próbki.

Zastosowanie skaningowego mikroskopu elektronowego

Mikroskop skaningowy wykorzystywany jest do obserwacji obiektów materii ożywionej i nieożywionej. Analizować możemy strukturę powierzchni, jej morfologię i deformacje czy skład chemiczny, dlatego zastosowanie znajduje w różnych dziedzinach nauki i przemysłu. Powszechnie wykorzystywane są w medycynie, biologii, chemii  czy fizyce.

Przygotowanie próbek

Przygotowanie obiektów do analizy w mikroskopie SEM jest stosunkowo łatwe. Przede wszystkim próbki te powinny przewodzić prąd, dlatego na obiekty nie przewodzące nanosi się w napylarce próżniowej cienką warstwę przewodnika. Przed analizą próbki można oczyścić za pomocą płuczki ultradźwiękowej lub gazu obojętnego. Obiekty biologiczne przed obserwacją utrwala się za pomocą suszenia w punkcie krytycznym dzięki czemu preparaty są odporne na działanie warunków wysokiej próżni.

Mikroskopy SEM: