Położenie wiązki elektronów na próbce jest kontrolowane przez cewki skanujące umieszczone nad soczewką obiektywu. Cewki te umożliwiają skanowanie wiązki nad powierzchnią próbki. To rastrowanie lub skanowanie wiązki umożliwia zebranie informacji o określonym obszarze próbki. W wyniku interakcji elektron-próbka powstaje szereg sygnałów. Sygnały te są następnie wykrywane przez odpowiednie detektory.
Interakcja próbka-elektron
Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) tworzy obrazy, skanując próbkę wiązką elektronów o wysokiej energii. Gdy elektrony oddziałują z próbką, wytwarzają elektrony wtórne, elektrony wstecznie rozproszone i charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie. Sygnały te są zbierane przez jeden lub więcej detektorów w celu utworzenia obrazów, które są następnie wyświetlane na ekranie komputera. Kiedy wiązka elektronów uderza w powierzchnię próbki, penetruje próbkę na głębokość kilku mikronów, w zależności od napięcia przyspieszającego i gęstości próbki. W wyniku tej interakcji wewnątrz próbki powstaje wiele sygnałów, takich jak elektrony wtórne i promieniowanie rentgenowskie.
Maksymalna rozdzielczość uzyskana w SEM zależy od wielu czynników, takich jak rozmiar plamki elektronowej i objętość interakcji wiązki elektronów z próbką. Chociaż nie może zapewnić rozdzielczości atomowej, niektóre SEM mogą osiągnąć rozdzielczość poniżej 1 nm. Zazwyczaj nowoczesne pełnowymiarowe SEM zapewniają rozdzielczość między 1-20 nm, podczas gdy systemy stacjonarne mogą zapewniać rozdzielczość 20 nm lub więcej.
Charakterystyka urządzenia
SEM oznacza skaningowy mikroskop elektronowy. SEM to mikroskop, który wykorzystuje elektrony zamiast światła do tworzenia obrazu. Od czasu ich wynalezienia we wczesnych latach pięćdziesiątych, skaningowe mikroskopy elektronowe rozwinęły nowe obszary badań w środowiskach medycznych i nauk fizycznych. SEM umożliwił naukowcom zbadanie znacznie większej różnorodności okazów.
Skaningowy mikroskop elektronowy ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi mikroskopami. SEM charakteryzuje się dużą głębią ostrości, co pozwala uzyskać ostrość większej części próbki w jednym czasie. SEM ma również znacznie wyższą rozdzielczość, dzięki czemu blisko rozmieszczone okazy można powiększyć na znacznie wyższym poziomie. Ponieważ SEM wykorzystuje elektromagnesy zamiast soczewek, badacz ma znacznie większą kontrolę nad stopniem powiększenia. Wszystkie te zalety, a także uderzająco wyraźne obrazy sprawiają, że skaningowy mikroskop elektronowy jest obecnie jednym z najbardziej użytecznych instrumentów badawczych.
