Ultimo Aggiornamento 8 Marzo 2020 di Sagar Aryal
Il primo Microscopio elettronico a Scansione è stata inizialmente fatta da Mafred von Ardenne, nel 1937, con l’obiettivo di superare il Microscopio elettronico a trasmissione. Ha usato il potere ad alta risoluzione per eseguire la scansione di un piccolo raster utilizzando un fascio di elettroni che si sono concentrati sul raster., Ha anche mirato a ridurre i problemi delle immagini di aberrazioni cromatiche prodotte dai microscopi elettronici a trasmissione.
Più studi seguiti da scienziati e istituti di ricerca come Cambridge Scientific Instrument Company che alla fine ha sviluppato un microscopio elettronico a scansione completamente costruito, nel 1965 e lo ha chiamato uno Stereoscan.
Il prezzo del microscopio elettronico a scansione (SEM) è di circa $1 milione.,
Microscopio elettronico a Scansione (SEM) definizione
Microscopio elettronico a Scansione (SEM) è un tipo di microscopio elettronico che effettua la scansione di superfici di microrganismi che utilizza un fascio di elettroni che si muovono a bassa energia di concentrarsi e di scansione di campioni.
Lo sviluppo dei microscopi elettronici era dovuto all’inefficienza della lunghezza d’onda dei microscopi ottici. i microscopi elettronici hanno lunghezze d’onda corte vert rispetto al microscopio ottico che consente una migliore potenza di risoluzione.,
Fonte immagine: JEOL USA, Inc. e Wikipedia.
Il principio del microscopio elettronico a scansione
A differenza del microscopio elettronico a trasmissione che utilizza elettroni trasmessi, il microscopio elettronico a scansione utilizzato elettroni emessi.
Il microscopio elettronico a scansione funziona sul principio dell’applicazione dell’energia cinetica per produrre segnali sull’interazione degli elettroni., Questi elettroni sono elettroni secondari, elettroni backscattered ed elettroni backscattered diffratti che vengono utilizzati per visualizzare gli elementi cristallizzati e fotoni. Gli elettroni secondari e backscattered sono usati per produrre un’immagine. Gli elettroni secondari sono emessi dal campione svolgono il ruolo primario di rilevare la morfologia e la topografia del campione, mentre gli elettroni backscattered mostrano contrasto nella composizione degli elementi del campione.
Come funziona il microscopio elettronico a scansione (SEM)?,
Fonte Immagine: Wikipedia
- La sorgente di elettroni e elettromagnetico lenti sono da lampade a filamento di tungsteno che sono posizionati nella parte superiore della colonna ed è simile a quelli del Microscopio elettronico a trasmissione.
- Gli elettroni vengono emessi dopo che l’energia termica viene applicata alla sorgente di elettroni e lasciata muovere in un movimento veloce verso l’anodo, che ha una carica positiva.,
- Il fascio di elettroni attiva l’emissione di elettroni dispersi primari (primari) a livelli di alta energia e di elettroni secondari a livelli di bassa energia dalla superficie del campione. Il fascio di elettroni interagisce con il campione per produrre segnali che forniscono informazioni sulla topografia superficiale e sulla composizione del campione.
- Il campione non ha bisogno di un trattamento speciale per la visualizzazione sotto il SEM, anche i campioni essiccati all’aria possono essere esaminati direttamente., Tuttavia, i campioni microbici hanno bisogno della fissazione, della disidratazione e dell’essiccamento per mantenere le caratteristiche strutturali delle cellule e per impedire il collasso delle cellule una volta esposte all’alto vuoto del microscopio.
- I campioni sono montati e rivestiti con elementi metallici pesanti a strato sottile per consentire la dispersione spaziale di cariche elettriche sulla superficie del campione consentendo una migliore produzione di immagini, con elevata chiarezza.
- La scansione con questo microscopio si ottiene affusolando un fascio di elettroni avanti e indietro su una sezione sottile del microscopio., Quando gli elettroni raggiungono il campione, la superficie rilascia un piccolo staw di elettroni noti come elettroni secondari che vengono poi intrappolati da uno speciale apparato rivelatore.
- Quando gli elettroni secondari raggiungono ed entrano nel rivelatore, colpiscono uno scintillatore (un materiale di luminescenza che fluisce quando viene colpito da una particella carica o da un fotone ad alta energia). Questo emette lampi di luce che vengono convertiti in corrente elettrica da un fotomoltiplicatore, inviando un segnale al tubo catodico. Questo produce un’immagine che assomiglia a un’immagine televisiva che può essere visualizzata e fotografata.,
- La quantità di elettroni secondari che entrano nel rivelatore è altamente definita dalla natura del campione, cioè le superfici sollevate ricevono elevate quantità di elettroni, entrando nel rivelatore mentre le superfici depresse hanno meno elettroni che raggiungono la superficie e quindi meno elettroni entrano nel rivelatore.
- Quindi le superfici sollevate appariranno più luminose sullo schermo mentre le superfici depresse appaiono più scure.,
Parti di un Microscopio elettronico a Scansione (SEM)
I principali componenti del Microscopio elettronico a Scansione includono;
- Sorgente di Elettroni, per cui gli elettroni sono prodotti sotto di calore ad una tensione di 1-40kV. gli elettroni il condensano in un fascio che viene utilizzato per la creazione di ana immagine e analisi. Ci sono tre tipi di sorgenti di elettroni che possono essere utilizzati i., e Filamento di tungsteno, esaboruro di lantanio, e Field emission gun (FEG)
- Lenti-ha diverse lenti a condensatore che focalizzano il fascio di elettroni dalla sorgente attraverso la colonna formando un fascio stretto di elettroni che formano un punto chiamato una dimensione spot.
- Bobina di scansione-vengono utilizzati per deviare il raggio sulla superficie del campione.
- Rivelatore-È costituito da diversi rivelatori che sono in grado di differenziare gli elettroni secondari, gli elettroni backscattered e gli elettroni backscattered diffratti., Il funzionamento dei rivelatori dipende molto dalla velocità della tensione, dalla densità del campione.
- Il dispositivo di visualizzazione (dispositivi di uscita dati)
- Alimentazione
- Sistema di vuoto
Come il microscopio elettronico a trasmissione, il microscopio elettronico a scansione deve essere esente da vibrazioni e da qualsiasi elemento elettromagnetico.
Immagini del microscopio elettronico a scansione (SEM)
Figura: immagine SEM del polline e degli stami di Tradescantia., Fonte: Wikipedia
Figura: Micrografo elettronico a scansione a bassa temperatura del nematode a cisti di soia e del suo uovo. Ingrandita 1.000 volte. Fonte: Wikipedia
Figura: Immagine al microscopio elettronico a scansione di un ederelloide del Devoniano del Michigan (il diametro del tubo più grande è di 0,75 mm). Fonte: Wikipedia.
Figura: Fotoresist SEM micrograph (1995) SEM= DSM 982 Gemini da Zeiss. Fonte: Wikipedia.,
Figura: Micrografo elettronico a scansione della superficie di un calcolo renale che mostra cristalli tetragonali di Weddellite (ossalato di calcio diidrato) che emergono dalla parte centrale amorfa della pietra. Fonte: Wikipedia.
Figura: immagine SEM di stomi sulla superficie inferiore di una foglia. Fonte: Wikipedia.,
Applicazioni del Microscopio elettronico a Scansione (SEM)
viene utilizzato in una varietà di campi, tra cui usi Industriali, nanoscienze studi, studi Biomedici, Microbiologia
- Utilizzato per lo spot di analisi chimica in energy Dispersive X-ray Spectroscopy.
- Utilizzato nell’analisi di componenti cosmetici di dimensioni molto ridotte.
- Utilizzato per studiare le strutture del filamento dei microrganismi.
- Utilizzato per studiare la topografia degli elementi utilizzati nelle industrie.,
Vantaggi del microscopio elettronico a scansione (SEM)
- Sono facili da usare e ha interfacce user-friendly.
- Sono utilizzati in una varietà di applicazioni industriali per analizzare le superfici di oggetti solidi.
- Alcuni SEM moderni sono in grado di generare dati digitali che possono essere portatili.
- È facile acquisire dati dal SEM, entro un breve periodo di tempo di circa 5 minuti.,
Limitazioni
- sono molto costosi per l’acquisto
- sono ingombranti da trasportare
- deve essere usato in stanze che sono privi di vibrazioni e gratuito di un campo elettromagnetico elementi
- devono essere mantenuti con una costante tensione
- devono essere mantenuti con accesso a sistemi di raffreddamento
La combinazione dei principi di funzionamento del Microscopio elettronico a Scansione (SEM) e il Microscopio elettronico a Trasmissione (TEM) ha formato la Scansione, Microscopio elettronico a Trasmissione (STAMINALI)., Il microscopio elettronico a scansione – trasmissione (STEM), utilizza un fascio convergente di elettroni per concentrarsi su una sonda sul campione, e la sonda viene quindi scansionata sulla sua superficie raccogliendo segnali che vengono poi raccolti come punto a punto per formare un’immagine.
