Actualizat la 8 Martie, în 2020, prin Sagar Aryal
primul Microscop electronic de Scanare a fost făcut inițial de către Mafred von Ardenne, în 1937, cu scopul de a depasi Microscop electronic cu transmisie. El a folosit puterea de înaltă rezoluție pentru a scana un raster mic folosind un fascicul de electroni care s-au concentrat pe raster., De asemenea, el a avut ca scop reducerea problemelor de aberații cromatice imagini produse de microscoapele electronice de transmisie.mai multe studii urmate de oameni de știință și instituții de cercetare, cum ar fi Cambridge Scientific Instrument Company, care au dezvoltat în cele din urmă un microscop electronic cu baleiaj complet construit, în 1965 și l-au numit Stereoscan.
prețul microscopului electronic cu baleiaj (SEM) este de aproximativ 1 milion de dolari.,
Microscop electronic de Scanare (SEM) definiție
Microscop electronic de Scanare (SEM) este un tip de microscop care scanează suprafețe de microorganisme care folosește un fascicul de electroni care se deplasează la redus de energie să se concentreze și scanare exemplare.
dezvoltarea microscoapelor electronice sa datorat ineficienței lungimii de undă a microscoapelor luminoase. microscoapele electronice au lungimi de undă scurte vert în comparație cu microscopul luminos, ceea ce permite o putere de rezoluție mai bună.,
sursa imaginii: JEOL USA, Inc. și Wikipedia.
Principiul Microscop electronic de Scanare
spre Deosebire de Microscop electronic cu Transmisie care utilizează transmise de electroni, Microscop electronic de scanare folosit electronilor emiși.
microscopul electronic cu baleiaj funcționează pe principiul aplicării energiei cinetice pentru a produce semnale privind interacțiunea electronilor., Acești electroni sunt electroni secundari, electroni retrocedați și electroni retrocedați difractați, care sunt utilizați pentru a vizualiza elemente cristalizate și fotoni. Electronii secundari și retrocedați sunt utilizați pentru a produce o imagine. Electronii secundari sunt emise de specimen joacă rolul principal de a detecta morfologia și topografia specimenului, în timp ce electronii backscattered arată contrast în compoziția elementelor specimenului.
cum funcționează microscopul electronic cu baleiaj (sem)?,
Sursa Imaginii: Wikipedia
- sursa de electroni și electromagnetice lentilele sunt de lămpi cu filament de wolfram, care sunt plasate în partea de sus a coloanei și este similar cu cele ale Microscop electronic cu transmisie.
- electronii sunt emise după ce energia termică este aplicată sursei de electroni și este lăsată să se miște într-o mișcare rapidă către anod, care are o sarcină pozitivă.,
- fasciculul de electroni activează emisia de electroni primari împrăștiați (primari) la niveluri ridicate de energie și electroni secundari la niveluri scăzute de energie de pe suprafața specimenului. Fasciculul de electroni interacționează cu specimenul pentru a produce semnale care oferă informații despre topografia suprafeței și compoziția specimenului.
- specimenul nu are nevoie de tratament special pentru vizualizare sub SEM, chiar și probele uscate la aer pot fi examinate direct., Cu toate acestea, specimenele microbiene au nevoie de fixare, deshidratare și uscare pentru a menține caracteristicile structurale ale celulelor și pentru a preveni prăbușirea celulelor atunci când sunt expuse la vidul ridicat al microscopului.
- probele sunt montate și acoperite cu elemente metalice grele în strat subțire pentru a permite împrăștierea spațială a sarcinilor electrice pe suprafața specimenului, permițând o producție mai bună a imaginii, cu o claritate ridicată.
- scanarea cu acest microscop se realizează prin îngustarea unui fascicul de electroni înainte și înapoi pe o secțiune subțire a microscopului., Când electronii ajung la specimen, suprafața eliberează un mic staw de electroni cunoscut sub numele de electroni secundari, care sunt apoi prinși de un aparat special de detectare.
- când electronii secundari ajung și intră în detector, lovesc un scintilator (un material de luminiscență care fluoresce atunci când este lovit de o particulă încărcată sau de un foton cu energie înaltă). Aceasta emite flash-uri de lumină care se transformă într-un curent electric de către un fotomultiplicator, trimițând un semnal către tubul catodic. Aceasta produce o imagine care arată ca o imagine de televiziune care poate fi vizualizată și fotografiată.,
- cantitatea de secundar de electroni care intră în detector este foarte bine definit de natura specimen eu.e crescut suprafețele primi cantități mari de electroni, care intră în detector deprimat, în timp ce suprafețele au mai puține electronii să ajungă la suprafață și, prin urmare, mai puține electronii intra în detector.
- prin urmare, suprafețele ridicate vor apărea mai luminoase pe ecran, în timp ce suprafețele deprimate par mai întunecate.,
părți ale unui microscop electronic cu baleiaj (sem)
componentele majore ale microscopului electronic cu baleiaj includ;
- sursa de electroni – aici sunt produși electronii sub căldură termică la o tensiune de 1-40kv. electronii se condensează într-un fascicul care este utilizat pentru crearea imaginii și analizei ana. Există trei tipuri de surse de electroni care pot fi utilizate i., e filament de Tungsten, de Lantan hexaboride, și Field emission gun (FEG)
- Lentile – ea are mai multe lentile de condensare, care se concentrează fasciculul de electroni de la sursa prin coloană formând un fascicul îngust de electroni care formează un loc numit dimensiunea la fața locului.
- bobina de scanare – acestea sunt utilizate pentru a devia fasciculul peste suprafața specimenului.
- Detector – este alcătuit din mai mulți detectori care sunt capabili să diferențieze electronii secundari, electronii retrași și electronii retrași difractați., Funcționarea detectoarelor depinde în mare măsură de viteza de tensiune, de densitatea specimenului.
- dispozitivul De afișare (date de ieșire dispozitive)
- alimentare
- sistem de Vid
Ca transmiterea Microscop, microscop electronic de Scanare ar trebui să fie liber de vibrații și orice electromagnetice elemente.
imagini cu microscopul electronic cu baleiaj (sem)
figura: imaginea sem a polenului și staminelor Tradescantia., Sursa: Wikipedia
figura: micrografia electronică de scanare la temperaturi scăzute a nematodului chistului de soia și a oului său. Mărită de 1000 de ori. Sursa: Wikipedia
figura: imaginea microscopului electronic de scanare a unui hederelloid din Devonianul Michigan (cel mai mare diametru al tubului este de 0,75 mm). Sursa: Wikipedia.
figura: fotorezist sem micrograf (1995) SEM= DSM 982 Gemini de la Zeiss. Sursa: Wikipedia.,
Figura: Micrografie electronic de Scanare a suprafeței de o piatra la rinichi arată tetragonal cristale de Weddellite (oxalat de calciu dihidrat) emergente de la amorf parte centrală din piatra. Sursa: Wikipedia.
figura: imaginea sem a stomatelor pe suprafața inferioară a unei frunze. Sursa: Wikipedia.,
Aplicații ale Microscop electronic de Scanare (SEM)
Acesta este utilizat într-o varietate de domenii, inclusiv utilizări Industriale, nanoștiința studii, studii Biomedicale, Microbiologie
- Folosit pentru spot analiză chimică în energy-Dispersive X-ray Spectroscopy.
- utilizate în analiza componentelor cosmetice, care sunt foarte mici în dimensiune.
- folosit pentru a studia structurile de filament ale microorganismelor.
- folosit pentru a studia topografia elementelor utilizate în industrii.,avantajele microscopului electronic cu baleiaj (sem)
- sunt ușor de utilizat și au interfețe ușor de utilizat.ele sunt utilizate într-o varietate de aplicații industriale pentru a analiza suprafețele obiectelor solide.
- unele SEMs moderne sunt capabile să genereze date digitale care pot fi portabile.
- este ușor să achiziționați date din SEM, într-o perioadă scurtă de timp de aproximativ 5 minute.,
Limitări
- Acestea sunt foarte costisitoare de a cumpăra
- Acestea sunt voluminoase pentru a transporta
- Acestea trebuie să fie utilizate în camere, care sunt libere de vibrații și fără electromagnetice elemente
- Acestea trebuie să fie menținute cu o concordanță de tensiune
- Acestea ar trebui să fie menținute, cu acces la sisteme de răcire
combinatia dintre principiile de lucru ale Microscop electronic de Scanare (SEM) și Microscop electronic cu Transmisie (TEM) format Scanare-Microscop electronic cu Transmisie (STEM)., Microscopul electronic cu transmisie de scanare (STEM), utilizează un fascicul convergent de electroni pentru a se concentra pe o sondă pe specimen, iar sonda este apoi scanată pe suprafața sa de colectare a semnalelor care sunt apoi colectate ca punct-la-punct pentru a forma o imagine.
surse
