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走査型電子顕微鏡 (SEM)

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走査型電子顕微鏡や SEM、表面構造とサンプルの化学組成を分析するスキャンした電子ビームを使用して物質の分析に用いられる強力な手法です。

モダンな光顕微鏡は可視光の波の回折と呼ばれる、オブジェクトとの相互作用によって制限されます。2 つのオブジェクト、または横方向の解像度の最小の解決可能な距離は、オブジェクトのサイズと比較すると回折パターンのサイズによって異なります。最大 1,000 倍の最大撮影倍率と最大 200 の横方向分解能の光顕微鏡のある結果として、理想的な状況で nm。

SEM は、光ではなく、電子のビームを使用するので、回折による制限はありません。したがって、SEM は、サブナノ空間分解能と最大 100 万 X の倍率を達することができます。さらに、SEM には光学顕微鏡と同様、焦点面でのみイメージング機能に限定ではないです。したがって、彼らがぼやけて光顕的観察ではなく、焦点の平面の外のオブジェクトに解決されます。これにより、フィールドの 300 倍増加の深さまで SEM を使用

化学者は、SEM を使って広く表面の組成、構造、および触媒粒子などのナノスケール エンティティの形状を分析します。

このビデオは SEM 計測器の原理を概説し、SEM 試料調製及び実験室での操作の基本を示します。

SEM、サンプルは、従来のイメージング用導電性必要があります。非導べ電性のサンプルは、金などの金属の薄い層でコーティングされています。画像がサンプルで高エネルギー電子の集束ビームをスキャンすることによって生成されます。

SEM で使用される電子ビームは、電子銃、タングステン フィラメントの陰極が装備によって生成されます。電子は電界によってサンプルの方向に、陽極に向かって推進されます。

電子ビーム集光レンズで、焦点を当て、対物レンズに入る。対物レンズは、サンプル上の固定位置に電子ビームを集中する、ユーザーによる校正する必要があります。集束ビームはラスター スキャンのサンプル。

一次電子はサンプルと対話するとき、彼らは電子ビームのエネルギーに依存している深さにトンネルします。表面との交流、それぞれの検出器で測定されますセカンダリと後方散乱電子の放出で起因します。

放出される二次電子の信号強度はサンプルの角度によって異なります。ビームに垂直なサーフェスは少数の二次電子を解放し、したがって暗きます。サーフェスのエッジでより多くの電子が解放され、地域がより明るく表示されます。この現象は、アスベストの SEM スキャンで示すように、明確に定義された 3 D の外観を持つ画像を生成します。

これに対し、後方散乱電子は、電子ビームの反対方向に反映されます。検出強度はガラス包有物のこの後方散乱の画像に示すように、表面の組成情報の取得を有効にするサンプルの原子番号の増加とともに増加します。

SEM 計測器の原理に概説されている、今、SEM の基本操作は、実験室で実証されます。

まず、サンプル スタブにそれを置くことによってサンプルのコートをスパッタします。サンプルは、完全に乾燥させ脱がされていることを確認します。必要に応じて、スタブにサンプルを遵守する導電性カーボンの両面テープが使えます。スパッタリング装置にサンプルを配置します。サンプル上に金の数ナノメートルをスパッタします。サンプルの形態と塗膜に干渉する場合、金の層の厚さによって異なります。

スパッタリング装置からサンプルを削除します。試料表面から金属のスタブへの導電性ブリッジがあることを確認します。

サンプルがコーティングされて、一度イメージを作成する準備が整いました。これを行うには、まず SEM 試料室をぶちまけるし、公称圧力に到達する商工会議所を許可します。

SEM 試料室を開き、試料ステージを削除します。サンプル ステージにスタブを配置、場所でスタブを締めます。

レンズとサンプルについては、作動距離と呼ばれる距離は、ソフトウェアによって制御できない場合、は、ステージとスタブがあるイメージを取得する適切な高さを確認します。

試料室に試料ステージを入れて扉を閉めます。

真空ポンプおよびポンプ システムをダウンできるように。

イメージングを開始するには、SEM のソフトウェアを開きます。1-30 kV から目的動作電圧範囲を選択します。高密度材料のより高い加速電圧を使用してください。低密度物質の低加速電圧を選択します。

SEM のソフトウェアほとんどにはには、オート フォーカス機能が含まれています。これは、開始点として使用するサンプルのフォーカスを取得します。

倍率を 50 倍の最小ズーム レベルに設定します。

SEM には、高速スキャン、スキャン速度が遅いなどさまざまなスキャン モードがあります。高速スキャン モードでは、低い品質で画面の更新速度を提供します。まず、サンプルを見つけるし、粗を中心に開始するために高速スキャン モードを選択します。

イメージが鮮明になるまでは、コースの焦点を調整します。次に、ディスプレイに関心領域を見ることができるので位置決めステージを調整します。

粗フォーカスを使用して最も低い倍率で最初にフォーカス。目的の機能が観察されるまでは、倍率を増やしてください。この倍率で画像を約集中するコースの焦点を調整します。倍率が増加したとき、必要に応じて粗フォーカスを調整します。

さらにイメージを改善する良い焦点を調整します。これらの倍率が増加するたびに、手順をフォーカシングを繰り返します。

非対称ビーム歪みサンプルもフォーカスがあるときにも、乱視と呼ばれる画像がぼやける可能性があります。この効果を減少させる、最大レベルを拡大、良いフォーカスを使用してイメージに焦点を当てます。梁の形状を変更する x と y の両方の方向に stigmation を調整します。

画像はそのまま焦点をできるだけ増加倍率レベルまでフォーカスと stigmation の設定を調整してください。

目的の倍率に戻ります。

SEM のイメージは、「遅い写真」または「高速写真」モードのいずれかで取得できます。「高速写真」モードは、低品質のイメージが作成されますより速くを取得します。「遅い写真」モードでは、高品質のイメージが作成されますが、電子で表面を飽和させることがあります。

キャプチャされたイメージ内の機能を測定するには、ソフトウェアの測定ツールを活用します。

ほとんどの計測器には、長さ、面積、角度など測定オプションが含まれます。

長さを決定するには、SEM 画像を測定する距離を選択します。ソフトウェアによって分析される参照のポイントを作成するイメージをクリックします。

終了すると、製造元のガイドラインに従って SEM をシャット ダウンします。

走査電子顕微鏡を使用して、サンプルの広い範囲をイメージします。

SEM を使用して、複雑で高度な構造材料、炭素繊維膜などをイメージできます。

高い気孔率と 3 次元構造を示したサンプル触媒などのアプリケーションに望ましいプロパティです。

SEM は、細菌などの生体試料を画像にも使用できます。この例は、肢、または pili のような髪、腸内の細菌をイメージしました SEM を使用

ピロリ菌は、血液寒天培地プレート上に成長した、細菌がガラス カバー スリップの上にシードします。

十分に乾燥されたサンプルがマウントされていると 5 でコーティングするサンプルを導電性パラジウム金の nm。

最後に、サンプルは、SEM. の使用をイメージしましたh. ピロリ菌が測定可能なナノスケールの線毛と、簡単に目に見える。

この例で脳組織は安定した樹脂に埋め込むことができる方法について説明し、集束イオンビームおよび SEM を使用して 3 次元イメージを作成

まず、脳組織は修正され樹脂に埋め込まれています。関心領域識別、ミクロトームでスライスします。

サンプルは、三次元イメージングを目指した集束イオンビーム ビーム走査型電子顕微鏡に挿入されました。集束イオンビームは、順番にサンプルの薄い層を除去する使用されました。バックスキャター SEM. を使用して削除する前に各レイヤーをイメージしました

ゼウスの走査電子顕微鏡観察入門を見てきただけ。今、SEM と準備し、SEM サンプルを分析する方法の基本的な動作原理を理解してください。

見てくれてありがとう!

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