Skenuojanti elektroninė mikroskopija(SEM) naudoja sufokusuotą didelės energijos elektronų spindulį, kad gautų didelės raiškos, padidintus, dvimačius mėginio vaizdus. Šiuo tikslu elektronų pluoštas nukreipiamas į pasirinktas kietojo mėginio paviršiaus dalis. Sąveika tarp pluošto elektronų ir mėginio sukelia įvairių signalų generavimą. Šie signalai įrašomi ir toliau apdorojami, kad būtų sukurti vaizdai skaitmeniniu formatu. Jis gali būti naudojamas atskleisti tokiai informacijai kaip vidinė mėginio struktūra, išorinė mėginio tekstūra, cheminė medžiagos sudėtis ir mėginį sudarančių elementų orientacija bei išdėstymas. Skenuojantį elektroninį mikroskopą 1937 m. pirmą kartą sukūrė vokiečių tyrinėtojas, taikomasis fizikas ir išradėjas Manfredas von Ardenas. Skenuojamųjų elektroninių mikroskopų padidinimas paprastai svyruoja nuo 20X iki maždaug 30,{6}}X. Skenuojančios elektroninės mikroskopijos erdvinė skiriamoji geba svyruoja nuo 50 iki 100 nm.
Straipsnio rodyklė (spustelėkite norėdami pereiti)
Veikia skenuojantis elektroninis mikroskopas
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos taikymas
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos privalumai
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos trūkumai
Veikia skenuojantis elektroninis mikroskopas
Skenuojančio elektroninio mikroskopo darbas dažnai priklauso nuo atsispindėjusių elektronų aptikimo po to, kai jie atsitrenkia į mėginio paviršių. Pagrindinis skenuojančio elektroninio mikroskopo komponentas yra elektronų šaltinis. Paprastai daugumoje skenuojamųjų elektroninių mikroskopų kaip elektronų šaltinis naudojama šildoma volframo viela. Čia šiluma linkusi suteikti daugiau energijos elektronams, nukreipdama juos tam tikra kryptimi ir sukurdama vieną sufokusuotą elektronų spindulį. Anodas arba teigiamai įkrauto elektrodo plokštė yra tarp elektronų šaltinio ir kondensatoriaus. Pagrindinis anodo tikslas yra nukreipti elektronus ir sulygiuoti juos į ploną, vieną tiesią liniją. Taip yra todėl, kad elektronai turi neigiamą krūvį, o anodo plokštė – teigiamą. Nuskaitymo ritė ir objektyvo lęšis yra po kondensatoriumi. Šaltinio generuojamas elektronų pluoštas praeina per kondensatorių, skenavimo ritę ir objektyvą. Kai elektronų pluošte esantys elektronai atsitrenkia į mėginį, jie atsitiktinai atsispindi ir išsisklaido visomis kryptimis. Tai vadinama elektronų pabėgimu ir padeda vartotojui nustatyti ryšį tarp išsklaidytų ir sulaikytų elektronų skaičiaus. Signalus, atsirandančius dėl elektronų mėginių sąveikos ir elektronų pabėgimo, aptinka detektorius. Detektorius taip pat prijungtas prie jutiklio. Mėginiai paprastai susideda iš iškilimų ir slėnių. Kai elektronai patenka į nelygias mėginio sritis, daugiau elektronų linkę pabėgti, o kai elektronai patenka į slėnius, palyginti nedaugelis sugeba atsispindėti ir pabėgti.
Veikia skenuojantis elektroninis mikroskopas
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos taikymas
Skenuojanti elektroninė mikroskopija naudojama kaip analitinė priemonė daugelyje sričių, įskaitant biologiją, farmacijos pramonę, gamybą, fizikos laboratorijas ir kt. Kai kurie pagrindiniai skenuojančios elektroninės mikroskopijos naudojimo būdai yra šie:
1. Skenuojanti elektroninė mikroskopija plačiai naudojama su energiją dispersiniais rentgeno spektrometrais taškinei cheminei analizei atlikti.
2. Daugiausia naudojamas biologinėse laboratorijose tiriant mikroorganizmų vidinę struktūrą ląstelių lygmeniu.
3. Skenuojanti elektroninė mikroskopija pramonėje naudojama daug. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas tiriant kietų objektų paviršių ir analizuojant atomų pasiskirstymą įvairiuose elementuose.
4. Kosmetologai naudoja skenuojančius elektroninius mikroskopus, kad analizuotų smulkiausias kosmetikos sudedamųjų dalių detales.
5. Gamyba naudoja skenuojančią elektroninę mikroskopiją, kad ieškotų teršalų ir priemaišų gatavuose gaminiuose.
6. Įvairių pramonės šakų kokybės kontrolės skyriai konkrečių medžiagų grynumui nustatyti naudoja skenuojančią elektroninę mikroskopiją. Pavyzdžiui, farmacijos pramonė juos naudoja, kad patikrintų, ar vaistai, vaistai ir kiti produktai yra geri, ar blogi.
7. Skenuojanti elektroninė mikroskopija taip pat naudojama kokybinei cheminei elementų analizei, suteikiant aiškiai padidintus kristalų struktūrų vaizdus.
8. Skenuojanti elektroninė mikroskopija turi didelių pranašumų susijusiose srityse, tokiose kaip nanotechnologijos. Tai suteikia tikslius matavimus ir detalius objektų, kurių matmenys viršija 50 nm, vaizdus.
9. Gali būti naudojamas atskirti įvairias daugiafazių mėginių fazes.
10. Kai kuriuose skenuojamuose elektroniniuose mikroskopuose įrengti difrakciniai atgalinės sklaidos elektronų detektoriai, padedantys ištirti ir nustatyti medžiagų mikrostruktūrą bei kristalų orientaciją.
11. Skenuojanti elektroninė mikroskopija dažnai naudojama didelės raiškos objektų vaizdams gauti, kurie gali parodyti erdvinius junginių pokyčius.
12. Skenuojanti elektroninė mikroskopija paprastai teikiama pirmenybė, kai reikia išanalizuoti pasirinktas mėginio dėmių vietas.
13. Paprastai naudojamas medicinos srityje, siekiant stebėti bakterijų sąveiką su oda ir kūno organais. Tai padeda gydytojams nustatyti bakterinės ligos pobūdį ir rasti gydymą.
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos privalumai
Skenuojanti elektroninė mikroskopija turi didelių pranašumų, palyginti su kitais mikroskopais. Kai kurie iš šių pranašumų yra išvardyti žemiau:
1. Skenuojantys elektroniniai mikroskopai yra patogūs ir lengvai naudojami.
2. Jie gali gaminti ir duoti rezultatus skaitmeniniu formatu.
3. Skenuojanti elektroninė mikroskopija gali greitai gauti rezultatus, ty duomenis galima gauti per kelias minutes.
4. Skenuojančioji elektroninė mikroskopija reikalauja minimalaus mėginio paruošimo.
5. Žymiai pagerinta skenuojančio elektroninio mikroskopo raiška.
Skenuojančios elektroninės mikroskopijos trūkumai
Skenuojanti elektroninė mikroskopija turi tam tikrų apribojimų ir trūkumų. Kai kurie iš jų yra tokie:
1. Skenuojantys elektroniniai mikroskopai yra palyginti brangūs.
2. Kai kurie mikroskopai prieš naudojant turi atitikti tam tikras specialias sąlygas. Pavyzdžiui, patalpoje neturi būti vibracijos ir elektromagnetinės spinduliuotės.
3. Skenuojantis elektroninis mikroskopas turi didelę struktūrą.
4. Kad skenuojantis elektroninis mikroskopas veiktų normaliai, turi būti palaikomi pastovūs įtampos lygiai. Tam gali prireikti papildomos elektroninės grandinės arba įtampos reguliatoriaus, kad įtampos amplitudė būtų pastovi.
5. Šio tipo mikroskopuose turi būti aušinimo sistema.
6. Mėginys turi būti pakankamai mažas, kad tilptų į mikroskopo kamerą. Horizontalūs mėginio matmenys neturi viršyti 10 cm, o vertikalūs matmenys yra labiau riboti ir turi būti mažesni nei 40 mm.
7. Mėginiai, kurie turi būti tiriami naudojant skenuojančią elektroninę mikroskopiją, turi būti kieti. Drėgni mėginiai netinka ir juos pirmiausia reikia nušlifuoti.
8. Skenuojamieji elektroniniai mikroskopai negali būti naudojami lengvoms medžiagoms, tokioms kaip vandenilis, helis ir litis.
9. Norint ištirti izoliatoriaus pavyzdį skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, jo paviršius padengiamas laidžia danga. Tačiau į tai galima nekreipti dėmesio, jei įrenginys gali veikti žemo vakuumo režimu.
10. Gyvų mėginių negalima nuskaityti skenuojamojo elektroninio mikroskopo pagalba.
