SEM - Анализи със сканираща електронна микроскопия

SEM - Анализи със сканираща електронна микроскопия

Сканиращата електронна микроскопия (SEM) създава детайлни, увеличени изображения на обект чрез сканиране на повърхността на обекта, за да се създаде изображение с висока резолюция. SEM прави това, като използва фокусиран лъч електрони. Получените изображения показват информация за това от какво е направен обектът и неговите физически свойства. Инструментът, който получава тази информация за състава и топографията, е сканиращият електронен микроскоп. Като практичен и полезен инструмент, SEM има широк спектър от приложения в различни индустрии и сектори. Може да анализира както изкуствени, така и естествено срещащи се материали.

SEM - Анализи със сканираща електронна микроскопия

Сканиращият електронен микроскоп работи чрез сканиране на проба с електронни лъчи. Електронна пушка изстрелва тези лъчи, които след това се ускоряват през колоната на сканиращ електронен микроскоп. По време на това действие електронните лъчи преминават през серия от лещи и отвори, които действат, за да ги фокусират. Това се случва във вакуумни условия, които предотвратяват взаимодействието на молекули или атоми, които вече се намират в колоната на микроскопа, с електронния лъч. Това гарантира висококачествено изображение. Вакуумът също така предпазва източника на електрони от вибрации и шум. Електронните лъчи сканират пробата в растерна структура, сканирайки повърхността по линии от едната до другата страна и отгоре надолу. В компютърната графика и цифровата фотография, растерната графика представлява двуизмерно изображение като правоъгълна матрица или мрежа от пиксели и може да се показва на компютърен екран, хартия или друг носител за показване.

Електроните взаимодействат с атомите на повърхността на пробата. Това взаимодействие създава сигнали под формата на вторични електрони, обратно разсеяни електрони и лъчи, характерни за пробата. Детекторите в микроскопа улавят тези сигнали и създават изображения с висока резолюция, които се показват на екрана на компютъра.

Сканиращият електронен микроскоп включва следните компоненти:

  • Източник на електрони
  • Не
  • Кондензорна леща
  • Сканиращи бобини
  • Обектив

Източникът на електрони произвежда електрони в горната част на колоната на микроскопа. Анодната плоча има положителен заряд, който привлича електрони, създавайки лъч. Кондензиращата леща контролира размера на лъча и определя броя на електроните в лъча. Размерът на лъча определя разделителната способност на изображението. Освен това, отворите могат да се използват за контрол на размера на лъча. Сканиращите бобини отклоняват лъча по осите x и y, което позволява сканирането му в растерна структура върху повърхността на пробата. Обективът е последната леща в поредицата лещи, които формират електронния лъч. Тъй като лещата е най-близо до пробата, тя фокусира лъча към много малка точка върху пробата.

Електроните не могат да преминават през стъкло, така че SEM лещите са електромагнитни. Състои се от намотка от тел, разположена вътре в метални стълбове. Когато токът преминава през тези намотки, той създава магнитно поле. Електроните са много чувствителни към тези магнитни полета, така че лещите в микроскопа могат да ги контролират.

Основните видове анализи, които сканиращият електронен микроскоп може да извършва, са:

  • Детекция на обратно разсеяни електрони (създава изображения, които носят информация за състава на пробата; тези изображения предоставят ценна кристалографска, топографска и магнитно-полева информация).
  • Енергийно дисперсионна рентгенова спектроскопия (разделя рентгеновите лъчи, характерни за различните елементи, помагайки за анализа на енергийния спектър и химическата структура на материалите).
  • Катодолуминесценция (създава цифрови изображения на материали с висока резолюция).
  • Дифракция на обратно разсейване на електрони (предоставя директна информация за кристалната структура и ориентацията на материалите и може да извършва анализи на поликристални агрегати9).

Адаптивността на сканиращите електронни микроскопи ги прави идеални за широк спектър от научни, изследователски, промишлени и търговски приложения. SEM изображенията предоставят информация за:

  • Топография (разпределение на характеристики или петна по повърхността на пробата)
  • Състав (от какво е направена пробата)
  • Морфология (форма, форма или структура на проба)

Приложението на SEM в биологичните науки включва идентифициране на бактериални щамове и тестване на ваксини. Прилага се и в генетиката. SEM може също да помогне за измерване на въздействието на изменението на климата върху различни видове и за откриване на нови видове.

В съдебната медицина SEM е надежден метод за анализ на остатъци от огнестрелни оръжия и за анализ на частици и влакна от боя на местопрестъпления. Може да анализира почерк и печатни букви и е начин за проверка на автентичността на банкнотите. Използва се за анализ на нажежаеми крушки на места на пътнотранспортни произшествия.

В областта на геоложкото вземане на проби, сканиращ електронен микроскоп може да определи разликите в състава на почвените и скалните проби и да определи ефектите от атмосферните влияния върху материалите. Използва се за идентифициране на ранни инструменти и артефакти на археологически обекти и за датиране на исторически останки. Може да измерва качеството на почвата за земеделие и земеделие.

В електрониката, SEM подпомага сглобяването на микрочипове, като позволява детайлно изследване на проектите и подпомага разработването на нови методи за производство и производство. Тъй като материалите за сглобяване на микрочипове стават все по-малки, възможностите за висока резолюция на SEM станаха незаменими в процесите на проектиране, изследване и разработка. Топографската информация, предоставена от SEM, е важна и за проверка и тестване на полупроводници за надеждност и производителност. Сканиращите електронни микроскопи са важни в процеса на контрол на качеството. Той също така подкрепя разработването на нанопроводници чрез подобряване на производствените методи.

В материалознанието, SEM се прилага в голямо разнообразие от области и дисциплини, от аерокосмическа индустрия и химия до енергетика и електроника. Приложенията включват изследвания на сплави, мезопорести архитектури, нанотръби и нановлакна.

В медицинската област SEM се използва като техника за сравняване на кръвни и тъканни проби в тестови групи пациенти и контролни групи. Може да помогне за идентифицирането на вируси и заболявания и за тестването на нови лекарства.

Накратко, сканиращата електронна микроскопия (SEM) е жизненоважна в науката и индустрията, където се изисква висококачествено и детайлно изобразяване на повърхности. SEM може да увеличава обектите до приблизително 1.000.000 XNUMX XNUMX пъти. Той далеч превъзхожда оптичните микроскопи по отношение на детайлност и яснота. Необходимо е за визуализиране на структури в микро и наномащаб. Придава на повърхностите триизмерен вид. Чудесно е за разбиране на текстурата, пукнатините, порите и покритията. Това е мощен инструмент за изследване на ултрафината структура и състав на материалите, което е от решаващо значение за изследванията, контрола на качеството и диагностиката в безброй области.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на бизнеса се предоставят и услуги за „SEM - анализ чрез сканираща електронна микроскопия“.

WhatsApp