Микроорганизмы:

ДНК у эукариот - не единственное их отличие от прокариот

News image

Все организмы, которые заселяют нашу планету, состоят из клеток. Зависимо от организации, организмы разделяются на два т...

Дрожжи

News image

Дрожжи — это похожие на бактерии простейшие одноклеточные растения, но они принадлежат семейству грибов. Их клетки бол...

Основы вирусологии:

Отбор, направление и подготовка проб для лабораторного исследования

Отбор проб для бактериологического исследования следует производить в стерильные широкогорлые банки, зак - рываемые пе...

Вич-инфекция

Возбудителем ВИЧ-инфекции является вирус иммунодефицита человека: ВИЧ — может быть двух типов (1 и 2) (по-английски HI...

Отбор проб и предварительная обработка почвенных образцов для анализа

Санитарное обследование, выбор точек отбора проб Основными объектами, территории которых подлежат контролю органов ...

Авторизация





Растровый электронный микроскоп

растровый электронный микроскоп

Растровый электронный микроскоп (РЭМ, англ. Scanning Electron Microscope, SEM) — прибор для получения изображения объекта с большим пространственным разрешением (несколько нанометров), формируемое в результате взаимодействия электронного пучка с поверхностью образца. Ряд дополнительных методов позволяет получать информацию о химическом составе приповерхностных слоёв.

Принцип работы

Исследуемый образец в условиях высокого вакуума (в современных моделях микроскопов высокий вакуум желателен, но не обязателен) сканируется сфокусированным электронным пучком-зондом средних энергий (10 — 50 кэВ. При взаимодействии зонда с объектом возникают несколько видов излучений, каждое из которых может быть преобразовано в электрический сигнал. Последний модулирует сигнал электронно-лучевой трубки, развёртка которого синхронизируется с развёрткой электронного зонда, что приводит к формированию на экране увеличенного изображения объекта.

В зависимости от механизма регистрирования сигнала различают несколько режимов работы сканирующего электронного микроскопа: режим отражённых электронов, режим вторичных электронов, режим катодолюминесценции и др. Разработанные методики позволяют исследовать не только свойства поверхности образца, но и визуализировать информацию о свойствах подповерхностных структур.

Режимы работы

Обычно для получения информации о структуре поверхности используются вторичные и/или отражённые (обратно-рассеянные) электроны. Контраст во вторичных электронах сильнее всего зависит от рельефа поверхности, тогда как отражённые электроны несут информацию о распределении электронной плотности (области, обогащённые элементом с большим атомным номером выглядят ярче). Поэтому обратно-рассеянные электроны, которые генерируются одновременно со вторичными, кроме информации о морфологии поверхности содержат дополнительную информацию и о составе образца. Облучение образца пучком электронов приводит не только к образованию вторичных и отражённых электронов, а также вызывает испускание характеристического рентгеновского излучения. Анализ этого излучения позволяет определить элементный состав микрообъёма образца (разрешение не лучше 1 мкм).

Детектирование вторичных электронов

Для определения вторичных электронов используется детектор Эверхарта-Торнли, позволяющий селективно идентифицировать электроны с энергией менее 50 эВ.

Детектирование отражённых электронов

Некоторые модели микроскопов, выпускаемые компанией JEOL, оснащены высокочувствительным полупроводниковым детектором обратно-рассеянных электронов. Детектор постоянно смонтирован на нижней поверхности объективной линзы. В других микроскопах детектор может вводиться на специальном стержне под полюсной наконечник. Это позволяет путем выбора режима из меню получить изображения топографии поверхности, изображение в композиционном контрасте или в темном поле.

Разрешение

Пространственное разрешение сканирующего электронного микроскопа зависит от поперечного размера электронного пучка, который, в свою очередь зависит от электронно-оптической системы, фокусирующей пучок. Разрешение также ограничено размером области взаимодействия электронного зонда с образцом. Размер электронного зонда и размер области взаимодействия зонда с образцом намного больше расстояния между атомами мишени. Таким образом, разрешение сканирующего электронного микроскопа не достаточно для отображения атомных плоскостей и даже атомов, в отличие от современных просвечивающих микроскопов. Тем не менее, растровый электронный микроскоп имеет ряд преимуществ перед просвечивающим микроскопом. Это — визуализация сравнительно большой области образца, исследование массивные объектов (а не только тонкие пленки), набор аналитических методов, позволяющих измерять состав и свойства изучаемого объекта.

В зависимости от конкретного прибора и параметров эксперимента, может быть получено разрешение от десятков до единиц нанометров. На 2009 год наилучшее разрешение было достигнуто на микроскопе Hitachi S-5500 и составило 0.4 нм (при напряжении 30 кВ).

Как правило, наилучшее разрешение может быть получено при использовании вторичных электронах, наихудшее — в характеристическом рентгеновском излучении. Последнее связано с большим размером области возбуждения излучения, в несколько раз превышающим размер электронного зонда. При использовании режима низкого вакуума разрешение несколько ухудшается.

Применение

Растровые микроскопы применяются как исследовательский инструмент в физике, электронике, биологии и материаловедении. Их главная функция — получение изображения исследуемого образца, которое зависит от регистрируемого сигнала. Сопоставление изображений, полученных в разных сигналах, позволяют делать вывод о морфологии и составе поверхности. Растровый электронный микроскоп практически единственный прибор, который может дать изображение поверхности современной микросхемы или промежуточной стадии фотолитографического процесса.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Микроорганизмы и человек:

Борьба с истощением

То, что микробиота может управлять метаболизмом хозяина, уже не вызывает сомнения. Исследования лаборатории Гордона, п...

Микробного в нас больше, чем человеческого

Кроме изучения отдельных видов кишечной микрофлоры, в последние годы многие исследователи изучают бактериальный метаге...

Опыты Коха

Врач Роберт Кох занялся тем, что начал устанавливать, какие бактерии вызывают определенные болезни. Для того чтобы ид...

Иммунитет:

Иммунитет собак

В любом животном организме иммунитет обеспечивает его защиту от любых вирусов, бактерий, чужеродных веществ, патогенных ...

Распространение вакцинации

После того как был найден способ предупреждения оспы - вакцина­ция - распространился по Европе со сверхъестественной б...

Повышение иммунитета (поднять иммунитет)

Иммунитет – это естественная защита организма от заболеваний и патологических состояний. Большую часть заболеваний, опас...