Environmentální skenovací elektronový mikroskop - Environmental scanning electron microscope

Vlněná vlákna zobrazená v ESEM pomocí dvou symetrických plastových scintilačních zpětně rozptýlených detektorů elektronů. Pseudocolor.
Spóry hub v listu citronové trávy, obrázek SE, ElectroScan E3 ESEM.
Kus krystalizovaného polystyrenového latexu, SE obraz s ElectroScan 2020 ESEM.

The environmentální rastrovací elektronový mikroskop (ESEM) je rastrovací elektronový mikroskop (SEM), který umožňuje možnost sběru elektronové mikrofotografie vzorků, které jsou mokrý, nepotažený nebo obojí umožněním plynného prostředí v komoře na vzorky. Přestože byly dříve pozorovány úspěchy při prohlížení vlhkých vzorků ve vnitřních komorách v modifikovaných SEM, ESEM se svými specializovanými detektory elektronů (spíše než standardní Detektor Everhart-Thornley ) a jeho diferenciální čerpací systémy, které umožňují přenos elektronového paprsku z vysokých vakuů v oblasti pistole na vysoké tlaky dosažitelné v jeho komoře na vzorky, z něj činí kompletní a jedinečný nástroj navržený pro účely zobrazování vzorků v jejich přirozený stav. Nástroj původně navrhl Gerasimos Danilatos při práci v University of New South Wales.

Dějiny

První prototyp ESEM na světě

Začínání s Manfred von Ardenne,[1] byly hlášeny první pokusy o zkoumání vzorků uvnitř „environmentálních“ buněk s vodou nebo atmosférickým plynem, ve spojení s konvenčními a skenovacími typy přenosu elektronové mikroskopy.[2][3][4][5] První snímky mokrých vzorků v SEM však byly hlášeny Lane v roce 1970[6] když vstřikoval jemný paprsek vodní páry nad bod pozorování na povrchu vzorku; plyn difundoval pryč do vakua komory se vzorkem bez jakékoli úpravy přístroje. Dále Shah a Beckett uvedli použití diferenčně čerpaných buněk nebo komor k udržení vodivosti botanických vzorků, aby bylo možné použít režim proudu absorbovaného vzorku pro detekci signálu v roce 1977[7] a v roce 1979.[8] Spivak et al. v roce 1977 popsal návrh a použití různých konfigurací detekce buněk prostředí v SEM, včetně diferenciálního čerpání nebo použití elektronově transparentních filmů k udržení vzorků v mokrém stavu v roce 1977.[9] Tyto buňky měly ze své podstaty pouze omezené použití a žádný další vývoj nebyl proveden. V roce 1974 uvedl Robinson vylepšený přístup[10] s využitím zpětně rozptýleného detektoru elektronů a diferenciálního vakuového čerpání jediným clona a zavedení vodní páry kolem 600 Pa tlaku v bodu mrazu teploty. Ani jeden z těchto přístupů však nevytvořil dostatečně stabilní nástroj pro rutinní provoz. Od zahájení práce s Robinsonem v roce 1978 na University of New South Wales v Sydney provedl Danilatos důkladné kvantitativní studie a experimenty, které vyústily ve stabilní provoz mikroskopu při pokojové teplotě a vysokých tlacích až 7000 Pa, jak bylo uvedeno v roce 1979.[11] V následujících letech Danilatos, pracující samostatně, uvedl řadu prací na konstrukci a konstrukci environmentálního nebo atmosférického rastrovacího elektronového mikroskopu (ASEM) schopného pracovat při jakémkoli tlaku od vakua až po jednu atmosféru.[12][13][14][15] Tyto rané práce zahrnovaly optimalizaci systému diferenciálního čerpání spolu s detektory zpětně rozptýlených elektronů (BSE) až do roku 1983, kdy vynalezl použití samotného environmentálního plynu jako detekčního média. Desetiletí roku 1980 se uzavřelo vydáním dvou hlavních děl komplexně zabývajících se základy ESEM[16] a teorie plynové detekční zařízení (GDD).[17] V roce 1988 byl navíc v New Orleans vystaven první komerční ESEM společností ElectroScan Corporation,[18] společnost rizikového kapitálu, která si přeje komercializovat Danilatos ESEM. Společnost kladla důraz na sekundární elektron (SE) režim GDD[19] a zajistil monopol komerčního ESEM řadou dalších klíčových patentů.[20][21][22][23] Společnosti Philips a FEI[24] uspěl ElectroScan v poskytování komerčních nástrojů ESEM. Po vypršení platnosti klíčových patentů a pomoci společnosti Danilatos byly na trh nedávno přidány nové obchodní nástroje společností LEO[24] (následován Carl Zeiss SMT ). Další vylepšení byla doposud hlášena z práce na původním experimentálním prototypu ESEM v Sydney a z řady dalších pracovníků využívajících komerční ESEM v široké škále aplikací po celém světě. Ranou komplexní bibliografii sestavil v roce 1993 Danilatos,[25] zatímco novější průzkum naleznete v Ph.D. Diplomová práce Morgana (2005).[26]

Mikroskop

Schéma ESEM.

ESEM využívá skenovaný elektronový paprsek a elektromagnetické čočky k zaostření a nasměrování paprsku na povrch vzorku stejným způsobem jako konvenční SEM. Velmi malá zaostřená elektronová skvrna (sonda) je skenována v rastrové formě přes malou plochu vzorku. Elektrony paprsku interagují s povrchovou vrstvou vzorku a produkují různé signály (informace), které jsou shromažďovány pomocí vhodných detektorů. Výstup z těchto detektorů moduluje prostřednictvím vhodné elektroniky obrazovku monitoru a vytváří obraz, který odpovídá malému rastru a informací, vycházející z povrchu vzorku, pixel po pixelu. Kromě těchto společných principů se ESEM podstatně odchyluje od SEM v několika ohledech, z nichž všechny jsou důležité pro správnou konstrukci a fungování nástroje. Níže uvedená osnova zdůrazňuje tyto požadavky a fungování systému.

Diferenční čerpání

Isodensity kontury plynu protékajícího otvorem.
Základní tlakové stupně plynu ESEM.

Komora pro vzorky udržující vysokotlaké plynné prostředí je oddělena od vysokého vakua kolony elektronové optiky s alespoň dvěma malými otvory obvykle označovanými jako otvory omezující tlak (PLA). Plyn unikající prvním otvorem (PLA1) je rychle odstraněn ze systému pomocí čerpadla, které udržuje mnohem nižší tlak v oblasti po proudu (tj. Bezprostředně nad otvorem).[14] Tomu se říká diferenciální čerpání. Určitý plyn uniká dále z oblasti nízkého tlaku (stupeň 1) druhým otvorem omezujícím tlak (PLA2) do vakuové oblasti výše uvedené kolony, což představuje diferenciální čerpání druhého stupně (stupeň 2). A schematický diagram ukazuje základní tlakové stupně plynu ESEM včetně komory pro vzorek, mezilehlé dutiny a sloupce horní elektronové optiky.[27] Odpovídající dosažené tlaky jsou str0>> str1>> str2, což je dostatečná podmínka pro mikroskop využívající elektronovou zbraň wolframového typu. Mohou být přidány další čerpací stupně, aby se dosáhlo ještě vyššího vakua, jak je požadováno pro LaB6 a elektronová děla typu emisního pole. Konstrukce a tvar clony omezující tlak jsou rozhodující pro získání nejostřejšího možného gradientu tlaku (přechodu) skrz něj. Toho je dosaženo otvorem vytvořeným na tenké desce a zúženým ve směru po proudu, jak je znázorněno v průvodci kontury hustoty plynu protékajícího PLA1. To bylo provedeno počítačovou simulací srážek molekul plynu a pohybu v prostoru v reálném čase.[28][29] Na obrázku izodenzních obrysů plynu skrz otvor můžeme okamžitě vidět, že hustota plynu klesá po délce několika poloměrů clony přibližně o dva řády. Jedná se o kvantitativně živou ukázku prvního principu, který umožňuje oddělení komory pod vysokým tlakem od oblastí s nízkým tlakem a vakuem výše.

Tímto způsobem byla pole toku plynu studována v různých situacích s přístroji,[30] ve kterém byl následně kvantifikován přenos elektronového paprsku.

Přenos elektronového paprsku

Přenos paprsku podél osy PLA1.
elektronové sukně v hlavní komoře a mezistupni

Použitím diferenciálního čerpání se generuje elektronový paprsek, který se volně šíří ve vakuu horního sloupce, od elektronové trysky dolů k PLA2, a od tohoto bodu elektronový paprsek postupně ztrácí elektrony v důsledku rozptylu elektronů molekulami plynu. Zpočátku je množství rozptylu elektronů uvnitř mezilehlé dutiny zanedbatelné, ale jak paprsek naráží na stále hustší paprsek plynu tvořený PLA1, ztráty se stávají významnými.[29] Poté, co paprsek vstoupí do komory vzorku, se ztráty elektronů exponenciálně zvyšují rychlostí v závislosti na převládajícím tlaku, povaze plynu a zrychlujícím napětí paprsku. Zlomek paprsku přenášeného podél osy PLA1 lze vidět pomocí množiny charakteristické křivky pro daný produkt str0D,[29] kde D je průměr otvoru. Nakonec se elektronový paprsek stane úplně rozptýleným a ztraceným, ale než k tomu dojde, udrží se užitečné množství elektronů v původním zaostřeném místě na konečnou vzdálenost, kterou lze stále použít pro zobrazování. To je možné, protože odstraněné elektrony jsou rozptýleny a distribuovány po široké oblasti jako sukně (elektronová sukně ) obklopující zaostřené místo.[31] Protože šířka elektronového pláště je řádově větší než šířka bodu, s řádově menší proudovou hustotou, sukně přispívá pouze šumem pozadí (signálu), aniž by se podílela na kontrastu generovaném centrálním bodem. Konkrétní podmínky tlaku, vzdálenosti a napětí paprsku, nad nimiž zůstává elektronový paprsek užitečný pro zobrazovací účely, byly nazývány režimem oligo rozptylu[32] na rozdíl od režimů s jedním, množným číslem a více rozptyly používanými v předchozí literatuře.

Pro dané napětí a plyn urychlující paprsek je vzdálenost L od PLA1, přes kterou je možné užitečné zobrazení, nepřímo úměrná tlaku komory p0. Pravidlem je, že za 5 kV paprsek ve vzduchu, je požadováno, aby produkt str0L = 1 Pa · m nebo méně. Tímto druhým principem přenosu elektronového paprsku je konstrukce a provoz ESEM zaměřen na zdokonalení a miniaturizaci všech zařízení ovládajících pohyb a manipulaci se vzorkem a detekci signálu. Problém se pak sníží na dosažení dostatečné technické přesnosti, aby přístroj fungoval blízko svého fyzického limitu, což odpovídá optimálnímu výkonu a rozsahu schopností.[29][33] Byla zavedena hodnota zásluh, která zohledňuje jakoukoli odchylku daného stroje od schopnosti optimálního výkonu.[33]

Detekce signálu

Viz také: Skenovací elektronový mikroskop

Elektronový paprsek dopadá na vzorek a proniká do určité hloubky v závislosti na zrychlujícím napětí a povaze vzorku. Z následné interakce jsou signály generovány stejným způsobem jako v SEM. Tak dostaneme sekundární a zpětně rozptýlené elektrony, rentgenové záření a katodoluminiscence (světlo). Všechny tyto signály jsou detekovány také v ESEM, ale s určitými rozdíly v konstrukci detektoru a použitých principech.

Sekundární elektrony

Konvenční detektor sekundárních elektronů SEM (Detektor Everhart-Thornley ) nelze použít v přítomnosti plynu z důvodu elektrického výboje (elektrického oblouku) způsobeného předpětím kilovoltů spojeným s tímto detektorem. Místo toho byl jako detektor pro zobrazování v tomto režimu použit samotný plyn z prostředí:

Zařízení pro detekci plynů
Zásada ESEM pro plynné detekční zařízení (GDD)
Charakteristiky účinnosti plynového detekčního zařízení v ESEM
Hlavní článek: Zařízení pro detekci plynů

V jednoduché formě zařízení pro detekci plynů (GDD) využívá ke sběru sekundárních elektronů v ESEM elektrodu s napětím až několik stovek voltů. Princip tohoto detektoru SE lze nejlépe popsat zvážením dvou paralelních desek ve vzdálenosti d kromě potenciálního rozdílu PROTI generující jednotné elektrické pole E = V / d, a je zobrazen v doprovodný diagram GDD.[17][27] Sekundární elektrony uvolněné ze vzorku v místě dopadu paprsku jsou poháněny silou pole směrem k anodové elektrodě, ale elektrony se také pohybují radiálně v důsledku tepelné difúze z kolizí s molekulami plynu. Variace frakce sběru elektronů R v okruhu anody r vs. r / d, pro pevné hodnoty předpětí anody PROTI, při konstantním součinu (tlakové vzdálenosti) p · d = 1 Pa · m, je dán doprovodem charakteristické křivky účinnosti GDD. Pokud jsou parametry tohoto zařízení správně navrženy, jsou detekovány všechny sekundární elektrony. To jasně ukazuje, že je prakticky možná 100% účinnost v malém poloměru kolektorové elektrody s pouze mírným předpětím. Na těchto úrovních zkreslení nedochází k žádnému katastrofickému výboji. Místo toho se generuje řízené proporcionální násobení elektronů, když se elektrony srazí s molekulami plynu a uvolní nové elektrony na cestě k anodě. Tento princip lavinového zesílení funguje podobně jako proporcionální čítače slouží k detekci vysokoenergetického záření. Signál takto zachycený anodou je dále zesílen a zpracován za účelem modulace obrazovky displeje a vytvoření obrazu jako v SEM. Je pozoruhodné, že v tomto designu a souvisejícím zesílení plynných elektronů je produkt p. d je nezávislý parametr, takže existuje široká škála hodnot tlaku a geometrie elektrod, které lze popsat stejnými charakteristikami. Důsledkem této analýzy je, že sekundární elektrony je možné detekovat v plynném prostředí i při vysokých tlacích, v závislosti na technické účinnosti jakéhokoli daného nástroje.

Jako další charakteristika GDD, plynný scintilace lavina také doprovází elektronovou lavinu a detekcí světla produkovaného fotonásobičem lze běžně vytvářet odpovídající SE snímky. Frekvenční odezva tohoto režimu umožnila použití skutečných rychlostí skenování TV.[34] Tento režim detektoru využívá nejnovější generace komerčních přístrojů.

Nový GDD se stal prvním možným v ESEM a přinesl prakticky 100% účinnost sběru SE, která dříve nebyla možná u detektoru Everhart-Thornley SE, kde nelze všechny dráhy elektronů ve vakuu ohnout směrem k detektoru.[17] Jak je dále vysvětleno níže, zpětně rozptýlené elektrony mohou být také detekovány interakcemi signál-plyn, takže je třeba ovládat různé parametry tohoto zobecněného plynného detektoru, aby se oddělila BSE složka od SE obrazu. Proto byla věnována pozornost výrobě téměř čistých SE snímků pomocí těchto detektorů, které se pak nazývají ESD (environmentální sekundární detektor)[35] a GSED (plynný detektor sekundárních elektronů).[36]

Zpětně rozptýlené elektrony

Optimální BSE detektory v ESEM

Zpětně rozptýlené elektrony (BSE) jsou ty, které jsou emitovány zpět ze vzorku v důsledku interakcí paprsk-vzorek, kde elektrony procházejí elastický a neelastický rozptyl. Mají energie od 50 eV do energie primárního paprsku podle konvenční definice. Pro detekci a zobrazování s těmito elektrony byly v SEM použity scintilační a pevné materiály. Tyto materiály byly upraveny a použity také v ESEM kromě použití GDD pro detekci a zobrazování BSE.

BSE prochází plynným objemem mezi elektrodami GDD a generuje další ionizaci a lavinové zesílení. Existuje vnitřní objem, kde sekundární elektrony dominují s malým nebo zanedbatelným příspěvkem BSE, zatímco na vnější plynný objem působí hlavně BSE. Je možné oddělit odpovídající detekční objemy tak, aby bylo možné pomocí GDD vytvářet téměř čisté obrazy BSE. Vztah relativní síly obou signálů, SE a BSE, byl zpracován podrobnými rovnicemi distribuce náboje v ESEM.[37] Analýza rovinných elektrod je nezbytná pro pochopení příslušných principů a požadavků a v žádném případě nenaznačuje nejlepší výběr konfigurace elektrod, jak je popsáno v publikované teorii GDD.

Upravené detektory

Navzdory výše uvedenému vývoji hrají specializované detektory BSE v ESEM důležitou roli, protože BSE zůstává nejužitečnějším detekčním režimem, který poskytuje informace, které nelze získat u SE. Konvenční detekční prostředky BSE byly upraveny pro provoz v plynných podmínkách ESEM. BSE s vysokou energií jsou samohybné k odpovídajícímu detektoru bez významné překážky molekulami plynu. K tomuto účelu již byly použity prstencové nebo kvadrantové polovodičové detektory, ale jejich geometrie není snadno přizpůsobitelná požadavkům ESEM pro optimální provoz. Ve výsledku nebylo hlášeno žádné použití těchto detektorů na originálních přístrojích ESEM pod vysokým tlakem. Detektor BSE „Robinson“[38] je vyladěn pro provoz do přibližně 100 Pa při obvyklé pracovní vzdálenosti konvenčního SEM pro potlačení nabíjení vzorku, zatímco sběr elektronů při krátké pracovní vzdálenosti a podmínkách vysokého tlaku je pro ESEM nedostatečný. Pro BSE však byly použity plastové scintilační materiály, které jsou snadno adaptovatelné a vyráběny na míru podle nejpřísnějších požadavků systému. Taková práce vyvrcholila použitím dvojice klínových detektorů osazujících kónický PLA1 a dosedajících na jeho okraj, takže mrtvý detekční prostor je zmenšen na minimum, jak je znázorněno na přiloženém obrázku optimální detektory BSE.[14] Vedení fotonů je také optimalizováno geometrií světelných trubic, zatímco dvojice symetrických detektorů umožňuje zobrazení topografie (odčítání signálu) a kontrastu atomového čísla (přidání signálu) povrchu vzorku s nejlepším signálem vůbec poměr šumu. Toto schéma dále umožnilo použití barev smysluplným překrýváním různých signálů.[39] Tyto jednoduché, ale speciální detektory byly možné v podmínkách ESEM, protože BSE nenabíjí holý plast. Bylo však navrženo velmi jemné drátěné pletivo s vhodným rozestupem[40] jako GDD, když je přítomen plyn, a aby vedl záporný náboj pryč od plastových detektorů, když je plyn odčerpán, směrem k univerzálnímu ESEM. Kromě toho, protože přidružená elektronika zahrnuje fotonásobič se širokou frekvenční odezvou, jsou snadno dostupné skutečné rychlosti skenování TV. Toto je základní atribut, který je třeba udržovat pomocí ESEM, který umožňuje zkoumání procesů in situ v reálném čase. Pro srovnání, dosud nebylo hlášeno žádné takové zobrazování s elektronovým lavinovým režimem GDD.

Použití scintilačních detektorů BSE v ESEM je kompatibilní s GDD pro simultánní detekci SE, a to tak, že se elektroda v horní rovině nahradí elektrodou s jehlou s jemným hrotem (detektorem), kterou lze u těchto scintilačních detektorů BSE snadno přizpůsobit. Rovněž byl rozsáhle zkoumán detektor jehly a válcová geometrie (drát).[17]

Katodoluminiscence

Hlavní článek: Katodoluminiscence

Katodoluminiscence je další způsob detekce zahrnující fotony generované interakcí paprsek-vzorek. Ukázalo se, že tento režim funguje také v ESEM pomocí světelných trubic poté, co byly odstraněny ze scintilačního povlaku dříve používaného pro detekci BSE. O jeho použití mimo původně testovaný experimentální prototyp však není známo mnoho.[41] Je zřejmé, že ESEM je v tomto detekčním režimu výkonnější a smysluplnější než SEM, protože přirozený povrch jakéhokoli vzorku lze zkoumat v zobrazovacím procesu. Katodoluminiscence je vlastnost materiálů, ale s různými požadovanými úpravami vzorků a dalšími omezeními v SEM jsou vlastnosti zakryté nebo změněné nebo nemožné je detekovat, a proto se tento způsob detekce v minulosti nestal populárním. Příchod ESEM s jeho neomezeným potenciálem může v budoucnu vyvolat větší zájem o tuto oblast.

Rentgenové záření

Hlavní článek: rentgen

Charakteristické elementární rentgenové záření produkované také v ESEM lze detekovat stejnými detektory použitými v SEM. Existuje však další složitost vyplývající z rentgenových paprsků produkovaných z elektronového pláště. Tyto rentgenové paprsky pocházejí z větší oblasti než v SEM a prostorové rozlišení je výrazně sníženo, protože rentgenové signály „pozadí“ nelze jednoduše „potlačit“ z objemu interakce sondy. K řešení tohoto problému však byla navržena různá schémata.[42][43][44][45] Tyto metody zahrnují maskování bodů nebo techniku ​​extrapolace změnou tlaku a kalibrací účinků sukně, čímž bylo dosaženo značného zlepšení.

Proud vzorku

Ve vakuovém SEM se režim proudu absorbovaného vzorkem používá jako alternativní režim pro zobrazování vodivých vzorků. Vzorkový proud je výsledkem rozdílu proudu elektronového paprsku minus součet proudu SE a BSE. Za přítomnosti plynu a následné ionizace by však bylo problematické oddělit tento způsob detekce od obecně fungujícího plynové detekční zařízení. Z tohoto důvodu lze tento režim ve své definici považovat za neudržitelný v ESEM. Šáh a Becket[8] předpokládal provoz režimu proudu absorbovaného vzorkem, pokud byla zajištěna vodivost jejich vzorku při zkoumání mokrých botanických vzorků; ve skutečnosti Shah do roku 1987[46] stále považoval ionizační produkty v plynu SE a BSE za impozantní překážku, protože věřil, že ionizace nepřinesla žádné informace o vzorku. Později však přijal nápravu úlohy plynné ionizace během formování obrazu.[47]

Nabíjení vzorků

Dopad elektronového paprsku na izolační vzorky akumuluje záporný náboj, který vytváří elektrický potenciál, který má tendenci odklonit elektronový paprsek od skenovaného bodu v konvenčním SEM. To se jeví jako nabíjecí artefakty na obrázku, které jsou eliminovány v SEM nanesením vodivé vrstvy na povrch vzorku před vyšetřením. Místo tohoto povlaku plyn v ESEM, který je elektricky vodivý, zabraňuje akumulaci záporného náboje. Dobrá vodivost plynu je způsobena ionizací, kterou prochází dopadajícím elektronovým paprskem, a ionizujícími signály SE a BSE.[48][49] Tento princip představuje další zásadní odchylku od konvenční vakuové elektronové mikroskopie s obrovskými výhodami.

Kontrast a rozlišení

V důsledku způsobu, jakým ESEM funguje, rozlišení je zachován relativně k SEM. Je to proto, že rozlišovací schopnost přístroje je určena průměrem elektronového paprsku, který není ovlivněn plynem po užitečné dráze, než je zcela ztracen.[31] To bylo prokázáno na komerčních ESEM, které poskytují nejjemnější paprskové body zobrazováním zkušebních vzorků, tj. Obvykle zlaté částice na uhlíkovém substrátu, ve vakuu i v plynu. Nicméně kontrast odpovídajícím způsobem klesá se ztrátou elektronové sondy proud s pojezdovou vzdáleností a zvýšením tlaku. Ztráta intenzity proudu, pokud je to nutné, může být kompenzována zvýšením proudu dopadajícího paprsku, který je doprovázen zvýšenou velikostí bodu. Praktické rozlišení proto závisí na původním kontrastu vzorku dané vlastnosti, na konstrukci přístroje, který by měl poskytovat minimální ztráty paprskem a signálem, a na tom, aby operátor vybral správné parametry pro každou aplikaci. Aspekty kontrastu a rozlišení byly s konečnou platností určeny v referenční práci na základech ESEM. V souvislosti s tím musíme dále zvážit účinky záření na vzorku.

Převod vzorků

Většina dostupných nástrojů odvzdušňuje svoji komoru na vzorky na okolní tlak (100 kPa) při každém přenosu vzorku. Je třeba odčerpat velký objem plynu a nahradit ho sledovaným plynem, obvykle vodní párou dodávanou z vodní nádrže připojené ke komoře pomocí nějakého ventilu pro regulaci tlaku (např. Jehly). V mnoha aplikacích to nepředstavuje žádný problém, ale u těch, které vyžadují nepřetržitou 100% relativní vlhkost, bylo zjištěno, že odstraňování okolního plynu je doprovázeno snížením relativní vlhkosti pod 100% úroveň během přenosu vzorku.[50] Tím se jasně ruší samotný účel ESEM pro tuto třídu aplikací. Takový problém však nevzniká u původního prototypu ESEM používajícího přechodovou komoru pro přenos vzorků, takže hlavní komora je během studie vždy udržována na 100% relativní vlhkosti bez přerušení.[51] Přenosová komora pro vzorek (tr-ch) zobrazená na diagramu tlakových stupňů plynu ESEM obsahuje malou vodní nádrž, takže lze počáteční okolní vzduch rychle odčerpat a prakticky okamžitě vyměnit za vodní páru, aniž by prošel trubkou a ventilem s omezenou vodivostí . Hlavní komora na vzorky může být udržována na 100% relativní vlhkosti, pokud je jediný únik páry skrz malý PLA1, ale ne během prudkého čerpání při každé výměně vzorku. Jakmile je vlhký vzorek v přenosové komoře v rovnováze se 100% relativní vlhkostí, během několika sekund se otevře uzavírací šoupátko a vzorek se přenese do hlavní komory na vzorek udržovaný na stejném tlaku. Alternativní přístup zahrnující řízené čerpání hlavní komory[50] nemusí problém úplně vyřešit, protože ke 100% relativní vlhkosti nelze přistupovat monotónně bez jakéhokoli sušení nebo je proces velmi pomalý; začlenění zásobníku na vodu do hlavní komory znamená, že nelze snížit relativní vlhkost, dokud není vyčerpána veškerá voda (tj. vadná regulace relativní vlhkosti).

Účinky záření

Během interakce elektronového paprsku se vzorkem jsou změny vzorku v různém stupni téměř nevyhnutelné. Tyto změny nebo radiační účinky se mohou nebo nemusí stát viditelnými jak v SEM, tak v ESEM. Tyto účinky jsou však zvláště důležité v ESEM, který tvrdí, že je schopen prohlížet vzorky v jejich přirozeném stavu. Eliminace vakua je hlavním úspěchem tohoto cíle, takže jakékoli škodlivé účinky samotného elektronového paprsku vyžadují zvláštní pozornost. Nejlepším způsobem, jak tento problém vyřešit, je snížit tyto účinky na absolutní minimum s optimálním designem ESEM. Kromě toho by si uživatel měl být při hodnocení výsledků vědom své možné existence. Obvykle se tyto efekty objevují na obrázcích v různých formách kvůli různým interakcím a procesům elektronového paprsku a vzorku.[52]

Zavedení plynu do elektronového mikroskopu se rovná nové dimenzi. Interakce mezi elektronovým paprskem a plynem spolu s interakcemi plynu (a jeho vedlejších produktů) se vzorkem tedy přinášejí novou oblast výzkumu s dosud neznámými důsledky. Některé z nich se mohou zpočátku zdát nevýhodné, ale později překonané, jiné mohou přinést neočekávané výsledky. Kapalná fáze ve vzorku s mobilními radikály může poskytnout řadu jevů opět výhodných nebo nevýhodných.

Výhody

Přítomnost plynu kolem vzorku vytváří nové možnosti jedinečné pro ESEM: (a) elektronová mikroskopie v kapalné fázi [53] je možný, protože jakýkoli tlak vyšší než 609 Pa umožňuje udržovat vodu v kapalné fázi při teplotách nad 0 ° C, na rozdíl od SEM, kde jsou vzorky vysušeny podtlakem. (b) Elektricky nevodivé vzorky nevyžadují techniky přípravy použité v SEM k zajištění vodivosti povrchu, jako je nanášení tenkého zlatého nebo uhlíkového povlaku, nebo jiné úpravy, techniky, které rovněž vyžadují vakuum v procesu. Izolační vzorky se nabíjí elektronovým paprskem, což činí zobrazování problematickým nebo dokonce nemožným. (c) Samotný plyn se používá jako detekční médium produkující nové možnosti zobrazování, na rozdíl od vakuových detektorů SEM. (d) Plastické plastikové scintilační detektory BSE mohou pracovat bez povlaku bez nabíjení. Tyto detektory proto produkují nejvyšší možný poměr signálu k šumu při nejnižším možném urychlovacím napětí, protože BSE nerozptyluje žádnou energii v hliníkovém povlaku použitém pro vakuový SEM.

Výsledkem je, že vzorky lze zkoumat rychleji a snadněji, vyhýbat se složitým a časově náročným metodám přípravy, aniž byste museli upravovat přirozený povrch nebo vytvářet artefakty předchozí přípravou nebo vakuem SEM. Interakce plyn / kapalina / pevná látka lze studovat dynamicky in situ a v reálném čase nebo zaznamenávat pro následné zpracování. Kolísání teploty od mínusu do 1 000 ° C a různá pomocná zařízení pro mikromanipulaci se vzorky se staly novou realitou. Biologické vzorky lze udržovat čerstvé a živé. Proto ESEM představuje radikální průlom z konvenční elektronové mikroskopie, kde vakuová podmínka vylučovala výhody univerzálního zobrazování elektronového paprsku.

Nevýhody

Hlavní nevýhoda vyplývá z omezení vzdálenosti ve vzorkovací komoře, přes kterou zůstává elektronový paprsek použitelný v plynném prostředí. Užitečná vzdálenost vzorku od PLA1 je funkcí zrychlovacího napětí, proudu paprsku, povahy a tlaku plynu a použitého průměru clony.[29][33] Tato vzdálenost se pohybuje od přibližně 10 mm do zlomku milimetru, protože tlak plynu se může pohybovat od nízkého vakua po jednu atmosféru. Pro optimální provoz musí výrobce i uživatel vyhovět v konstrukci a provozu, aby splnili tento základní požadavek. Kromě toho, protože tlak lze snížit na velmi nízkou úroveň, ESEM se vrátí k typické operaci SEM bez výše uvedených nevýhod. Proto je možné kompromisovat charakteristiky ESEM s charakteristikami SEM provozováním ve vakuu. Sladění všech těchto nevýhod a výhod lze dosáhnout správně navrženým a provozovaným univerzálním ESEM.

Spolu s omezením užitečné vzdálenosti vzorku je možné minimální zvětšení, protože při velmi vysokém tlaku je vzdálenost tak malá, že zorné pole je omezeno velikostí PLA1. Ve velmi malém rozsahu zvětšení SEM, překrývajícím horní zvětšení světelného mikroskopu, je horní pole omezeno v různé míře režimem ESEM. Stupeň tohoto omezení silně závisí na konstrukci přístroje.

Protože rentgenové záření generuje také okolní plyn a také pochází z větší oblasti vzorku než v SEM, jsou nutné speciální algoritmy pro odečtení účinků plynu na informace extrahované během analýzy.

Přítomnost plynu může v některých aplikacích přinést nežádoucí účinky, ale jejich rozsah bude zřejmý až při dalším výzkumu a vývoji za účelem minimalizace a kontroly účinky záření.

Žádný komerční nástroj dosud není (do roku 2009) k dispozici ve shodě se všemi principy optimálního designu, takže jakákoli další uvedená omezení jsou charakteristická pro stávající nástroje, a nikoli pro techniku ​​ESEM obecně.

Přenos ESEM

ESEM lze také použít v režimu přenosu (TESEM) pomocí vhodných detekčních prostředků přenášených signálů jasného a tmavého pole přes tenkou část vzorku. Toho se dosahuje použitím detektorů v pevné fázi pod vzorkem,[54] nebo použití plynové detekční zařízení (GDD).[55] The generally low accelerating voltages used in ESEM enhance the contrast of unstained specimens while they allow nanometer resolution imaging as obtained in transmission mode especially with field emission type of electron guns.

ESEM-DIA

ESEM-DIA is an abbreviation standing for a system consisting of an ESEM microscope coupled to a analýza digitálního obrazu (DIA) program. It directly makes possible the quantitative treatment of the digitally acquired ESEM images, and allows image recognition and image processing by machine learning based on neural network.[56][57][58]

Aplikace

Some representative applications of ESEM are in the following areas:

Biologie

An early application involved the examination of fresh and living plant material including a study of Leptospermum flavescens.[59] The advantages of ESEM in studies of microorganisms[60] and a comparison of preparation techniques have been demonstrated.[61]

Medicine and medical

The influence of drugs on cancer cells has been studied with liquid-phase ESEM-STEM.[62]

Archeologie

In conservation science, it is often necessary to preserve the specimens intact or in their natural state.[63]

Průmysl

ESEM studies have been performed on fibers in the wool industry with and without particular chemical and mechanical treatments.[64] In cement industry, it is important to examine various processes in situ in the wet and dry state.[65][66]

In situ studie

Studie in situ can be performed with the aid of various ancillary devices. These have involved hot stages to observe processes at elevated temperatures,[67] microinjectors of liquids[68] and specimen extension or deformation devices.[69]

General materials science

Biofilms can be studied without the artifacts introduced during SEM preparation,[70][71] as well as dentin[72] and detergents[73] have been investigated since the early years of ESEM.

Commercial ESEM

The ESEM has appeared under different manufacturing brand names. The term ESEM is a generic name first publicly introduced in 1980[74][75] and afterwards unceasingly used in all publications by Danilatos and almost all users of all ESEM type instruments. The ELECTROSCAN ESEM trademark was obtained intermittently until 1999, when it was allowed to lapse. The word “environmental” was originally introduced in continuation to the prior (historical) use of “environmental” cells in transmission microscopy, although the word “atmospheric” has also been used to refer to an ESEM at one atmosphere pressure (ASEM)[14] but not with any commercial instruments. Other competing manufacturers have used the terms "Natural SEM"[76] (Hitachi), “Wet-SEM”[77] (ISI), “Bio-SEM” (short-lived, AMRAY), “VP-SEM”[78] (variable-pressure SEM; LEO/Zeiss-SMT), “LVSEM”[79] (low-vacuum SEM, often also denoting low-voltage SEM;[80] JEOL), all of which seem to be transient in time according to prevailing manufacturing schedules. Until recently, all these names referred to instruments operating up to about 100 Pa and with BSE detectors only. Lately, the Zeiss-SMT VP-SEM has been extended to higher pressure together with a gaseous ionization or gaseous scintillation as the SE mechanism for image formation. Therefore, it is improper to identify the term ESEM with one only brand of commercial instrument in juxtaposition to other competing commercial (or laboratory) brands with different names, as some confusion may arise from past use of trademarks.

Similarly, the term GDD is generic covering the entire novel gaseous detection principle in ESEM. The terms ESD and GSED, in particular, have been used in conjunction with a commercial ESEM to denote the secondary electron mode of this detector.

Gallery of ESEM images

The following are examples of images taken using an ESEM.

  • Aluminium/iron/silicon mineral with other impurities and surface contaminants imaged in an ESEM by the use of two symmetrical plastic scintillating backscattered electron detectors and the gaseous detector device (GDD)

  • Hydration of NaCl crystals on Teflon, as water vapor pressure rises, at room temperature, in an ESEM by the use of two symmetrical plastic scintillating backscattered electron detectors. Field width 300 µm, 10 kV

  • Žít Leptospermum flavescens stem cells with water film on left, at room temperature

  • Air jet through 100 micrometre aperture into ESEM chamber held at 200 Pa, image taken with gaseous detection device, 15 kV

  • Greasy wool fibers going from wet to dry in ESEM, at room temperature. Field width 270 µm, BSE, 10 kV.

  • Resolution test specimen of gold particles on carbon in ESEM, at high magnification. Field width 1.2 µm

  • Imaging at true TV scanning rate in ESEM: Water microdroplets from capillary needle on tissue paper. Photos from TV monitor displaying single frames of video recording. Unprocessed BSE signal, field width 380 µm.

  • Orchid pollen viewed in an ElectroScan 2020 ESEM, with GSED, 23 kV and 4.9 torr (=653 Pa).

  • Bone marrow of cow, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Hair in spiders web, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Compound flower with pollen, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Feather, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Lavender leaf, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Potato starch, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Compound flower with pollen, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Bone marrow of cow (horizontal), SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Wet bottle brush leaf stomata and leaf hairs, ElectroSscan E3 ESEM.

  • Fungal spores in spiders web, SE image, ElectroSscan E3 ESEM.

  • 4T1 cells line. The micrograph of mouse breast tumor cells on cultural plastic, BSE image, ZEISS EVO LS10.

Reference

  1. ^ Ardenne M und Beischer D (1940). "Untersuchung von Metalloxyd-rauchen mit dem Universal-Elektronenmikroskop". Z. Elektrochem. 46: 270–277. doi:10.1002/bbpc.19400460406 (neaktivní 9. 11. 2020).CS1 maint: DOI neaktivní od listopadu 2020 (odkaz)
  2. ^ Abrams IM, McBain JW (1944). "A closed cell for electron microscopy". Journal of Applied Physics. 15 (8): 607–609. Bibcode:1944JAP....15..607A. doi:10.1063/1.1707475. PMID  17746136.
  3. ^ Stoyanova IG (1961). "Use of gas microcells in electron microscopy". Akademiya Nauk SSSR Isvestiya, Ser. Fizicheskaya. 25: 715–721.
  4. ^ Swif JA, Brown AC (1970). "An environmental cell for the examination of wet biological specimens at atmospheric pressure by transmission scanning electron microscopy". J. Phys. E. 3 (11): 924–926. Bibcode:1970JPhE....3..924S. doi:10.1088/0022-3735/3/11/426. PMID  5483870.
  5. ^ Parsons D. F.; Matricardi V. R.; Moretz R. C.; Turner J. N. (1974). Electron microscopy and diffraction of wet unstained and unfixed biological objects. Advances in Biological and Medical Physics. 15. Elsevier. pp. 161–271. doi:10.1016/b978-0-12-005215-8.50012-7. ISBN  9780120052158. PMID  4135010.
  6. ^ Lane, W.C. (1970). "The environmental control stage". Skenovací elektronová mikroskopie. pp. 43–48.
  7. ^ Shah JS (1977). Improvements in or relating to specimen stages for electron beam instruments. GB Patent No. 1477458.
  8. ^ A b Shah, J; Beckett, A (1979). "A preliminary evaluation of moist environment ambient temperature scanning electron microscopy". Micron (1969). 10: 13–23. doi:10.1016/0047-7206(79)90015-3.
  9. ^ Spivak GV, Rau EI, Karelin NM, Mishustina IE (1977). Scanning electron microscopy of moist, live, and frozen objects. Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. 41, 11:2238–2251 (Russian).
  10. ^ Robinson, V. N. E. (1975). "A wet stage modification to a scanning electron microscope". Journal of Microscopy. Wiley. 103 (1): 71–77. doi:10.1111/j.1365-2818.1975.tb04538.x. ISSN  0022-2720. PMID  1173604. S2CID  35012401.
  11. ^ Danilatos, G.D.; Robinson, V.N.E. (1979). "Principles of scanning electron microscopy at high specimen pressures". Snímání. 2 (2): 72–82. doi:10.1002/sca.4950020202.
  12. ^ Danilatos, G.D. (1981). "Design and construction of an atmospheric or environmental SEM (part 1)". Snímání. 4: 9–20. doi:10.1002/sca.4950040102.
  13. ^ Danilatos, G.D.; Postle, R. (1983). "Design and construction of an atmospheric or environmental SEM (part 2)". Snímání. 14: 41–52. doi:10.1016/0047-7206(83)90030-4.
  14. ^ A b C d Danilatos, G.D. (1985). "Design and construction of an atmospheric or environmental SEM (part 3)". Snímání. 7: 26–42. doi:10.1002/sca.4950070102.
  15. ^ Danilatos, G.D. (1990). "Design and construction of an environmental SEM (part 4)". Snímání. 12: 23–27. doi:10.1002/sca.4950120105.
  16. ^ Danilatos, G.D. (1988). Foundations of Environmental Scanning Electron Microscopy. Pokroky v elektronice a elektronové fyzice. 71. Akademický tisk. pp. 109–250. ISBN  978-0-12-014671-0.
  17. ^ A b C d Danilatos, G.D. (1990). "Theory of the Gaseous Detector Device in the ESEM". Pokroky v elektronice a elektronové fyzice. 78. Akademický tisk. s. 1–102.
  18. ^ Palucka, Tim. Electron microscopy in the 1980s. Dibnerův institut pro dějiny vědy a techniky
  19. ^ Mancuso, J.F.; Maxwell, W.B.; Danilatos, G.D. U.S. Patent 4,785,182 filed May 21, 1987. "Secondary electron detector for use in a gaseous atmosphere"
  20. ^ Danilatos, G.D. "Method and apparatus for an atmospheric scanning electron microscope" U.S. Patent 4,596,928 filed May 14, 1984
  21. ^ Danilatos, G.D. "Multipurpose gaseous detector device for electron microscope" U.S. Patent 4,992,662 filed Sep. 13, 1989
  22. ^ Danilatos, G.D., Lewis, G.C. "Integrated electron optical/differential pumping/imaging signal detection system for an environmental scanning electron microscope " U.S. Patent 4,823,006 filed Feb. 19, 1988
  23. ^ Danilatos, G.D. "Electron detector for use in a gaseous environment" U.S. Patent 4,897,545 filed October 14, 1988
  24. ^ A b Palucka, Tim. Electron microscopy in the 1990s. Dibnerův institut pro dějiny vědy a techniky
  25. ^ Danilatos, G. D. (1993). "Bibliography of environmental scanning electron microscopy" (PDF). Mikroskopický výzkum a technika. 25 (5–6): 529–34. doi:10.1002/jemt.1070250526. PMID  8400449. S2CID  45929317.
  26. ^ Morgan SW (2005). Gaseous secondary electron detection and cascade amplification in the environmental scanning electron microscope. Ph.D. Thesis, University of Technology, Sydney, Australia.
  27. ^ A b Danilatos GD (1997). "Environmental Scanning Electron Microscopy" (PDF). In Gai, PL (ed.). In-Situ Microscopy in Materials Research. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. pp. 14–44. ISBN  978-1-4615-6215-3.
  28. ^ Danilatos GD (2000). "Direct simulation Monte Carlo study of orifice flow. Rarefied Gas Dynamics: 22nd Intern. Symp., Sydney, (Eds. TJ Bartel and MA Gallis)". Sborník konferencí AIP. 585: 924–932. Bibcode:2001AIPC..585..924D. CiteSeerX  10.1.1.586.3408. doi:10.1063/1.1407658.
  29. ^ A b C d E Danilatos, G.D. (2009). "Optimum beam transfer in the environmental scanning electron microscope". Journal of Microscopy. 234 (1): 26–37. doi:10.1111/j.1365-2818.2009.03148.x. PMID  19335454. S2CID  33207923.
  30. ^ Danilatos GD (2001). "Electron beam loss at the high-vacuum-high-pressure boundary in the environmental scanning electron microscope". Mikroskopie a mikroanalýza. 7: 397–406. doi:10.1007/S10005-001-0008-0. hdl:10453/3276.
  31. ^ A b Danilatos 1988, str.138–170
  32. ^ Danilatos 1988, str.158
  33. ^ A b C Danilatos, G.D. (2011). "Figure of merit for environmental SEM and its implications". Journal of Microscopy. 244 (2): 159–169. doi:10.1111/j.1365-2818.2011.03521.x. PMID  21895652. S2CID  11612479.
  34. ^ Danilatos, G.D. (1992). "Secondary-electron imaging by scintillating gaseous detection device" (PDF). Proc. 50th Annual Meeting EMSA (Eds. GW Bailey, J Bentley and JA Small): 1302–1303.
  35. ^ Collins SP; Pope RK; Scheetz RW; Ray RI; Wagner Pa (1993). "Advantages of environmental scanning electron microscopy in studies of microorganisms". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 398–405. doi:10.1002/jemt.1070250508. PMID  8400431. S2CID  1733320.
  36. ^ Yung YC, Bhushan B (2007). "Wetting behaviour during evaporation and condensation of water microdroplets on superhydrophobic patterned surfaces". Journal of Microscopy. 229 (Pt 1): 127–140. doi:10.1111/j.1365-2818.2007.01875.x. PMID  18173651. S2CID  205341446.
  37. ^ Danilatos, G.D. (1990). "Equations of charge distribution in the ESEM". Scanning Microscopy. 4 (4): 799–823.
  38. ^ Robinson VNE "Electron microscope backscattered electron detectors" U.S. Patent 4,217,495 filed Apr. 4, 1979
  39. ^ Danilatos, G.D. (1986). "Colour micrographs for backscattered electron signals in the SEM". Snímání. 8: 9–18. doi:10.1002/sca.4950080104.
  40. ^ Danilatos, G.D. (1993). "Universal ESEM". Proc. 51st Annual Meeting MSA, (Eds. GW Bailey and LC Rieder): 786–787.
  41. ^ Danilatos, G.D. (1986). "Cathodoluminescence and gaseous scintillation in the environmental SEM". Snímání. 8 (6): 279–284. doi:10.1002/sca.4950080605.
  42. ^ Bolon, R.B.; Roberstson, C.D. (1990). "X-ray and microstructural ESEM analysis of non conducting materials in gaseous environments". Snímání. 90 Abstracts, FACMS Inc.: 80–81.
  43. ^ Bolon, R.B. (1991). "ESEM, the technique and application to materials characterization". Proc. Snímání. 13, Suppl. I: 86–87.
  44. ^ Bolon, R.B. (1991). D.G. Howitt (ed.). X-ray microanalysis in the ESEM. in Microbeam Analysis 1991: Proceedings of the 26th Annual Conference of the Microbeam Analysis Society, San Jose, Calif., 4–9 August 1991. San Francisco Press. 199–200.
  45. ^ Danilatos, G.D. (1994). "Environmental scanning electron microscopy and microanalysis". Microchimica Acta. 114/115: 143–155. doi:10.1007/BF01244538. S2CID  96917135.
  46. ^ Shah J (1987). Electronmicroscopy comes to life. No. 208/1987/SPECTRUM/6, published by Central Office of Information obtainable through British Embassy, High Commission or Consulate
  47. ^ Farley AN, Shah JS (1988). "A new detection technique for high pressure SEM". Journal of Physics: Conference Series (93): 241–242.
  48. ^ Moncrieff, D.A.; Robinson, V.N.E. & Harris, L.B. (1978). "Charge neutralisation of insulating surfaces in the SEM by gas ionisation". J. Phys. D. 11 (17): 2315–2325. Bibcode:1978JPhD...11.2315M. doi:10.1088/0022-3727/11/17/002.
  49. ^ Danilatos, G.D. (1993). "Environmental scanning electron microscope-some critical issues". Scanning Microscopy. Supplement 7: 57–80.
  50. ^ A b Cameron, R. E.; Donald, A. M. (1994). "Minimizing sample evaporation in the environmental scanning electron microscope". Journal of Microscopy. 173 (3): 227–237. doi:10.1111/j.1365-2818.1994.tb03445.x. S2CID  95840327.
  51. ^ Danilatos 1988, str.238–240
  52. ^ Danilatos, G.D. (1986). "Beam-radiation effects on wool in the ESEM". Proc. 44th Annual Meeting EMSA: 674–675.
  53. ^ de Jonge, N .; Ross, F.M. (2011). "Electron microscopy of specimens in liquid". Přírodní nanotechnologie. 6 (8): 532–6. Bibcode:2003NatMa...2..532W. doi:10.1038/nmat944. PMID  12872162. S2CID  21379512.
  54. ^ Bogner A, Jouneau PH, Thollet G, Basset D, Gauthier C (2007). "A history of scanning electron microscopy developments: Towards "wet-STEM" imaging". Mikron. 38 (5): 390–401. doi:10.1016 / j.micron.2006.06.008. PMID  16990007.
  55. ^ Danilatos Gerasimos; Kollia Mary; Dracopoulos Vassileios (2015). "Transmission environmental scanning electron microscope with scintillation gaseous detection device". Ultramikroskopie. 150: 44–53. doi:10.1016/j.ultramic.2014.11.010. PMID  25497719.
  56. ^ Montes-H, G.; Duplay, J.; Martinez, L.; Mendoza, C. (2003). "Swelling–shrinkage kinetics of MX80 bentonite". Aplikovaná hliněná věda. 22 (6): 279–293. doi:10.1016/S0169-1317(03)00120-0. ISSN  0169-1317.
  57. ^ Montes-H, G.; Fritz, B.; Clement, A.; Michau, N. (2005). "Modelling of geochemical reactions and experimental cation exchange in MX80 bentonite". Journal of Environmental Management. 77 (1): 35–46. doi:10.1016/j.jenvman.2005.03.003. ISSN  0301-4797. PMID  15946786.
  58. ^ Modarres, Mohammad Hadi; Aversa, Rossella; Cozzini, Stefano; Ciancio, Regina; Leto, Angelo; Brandino, Giuseppe Piero (2017). "Neural network for nanoscience scanning electron microscope image recognition". Vědecké zprávy. 7 (1): 13282. Bibcode:2017NatSR...713282M. doi:10.1038/s41598-017-13565-z. ISSN  2045-2322. PMC  5643492. PMID  29038550.
  59. ^ Danilatos, G.D. (1981). "The examination of fresh or living plant material in an environmental scanning electron microscope". J. Microsc. 121 (2): 235–238. doi:10.1111/j.1365-2818.1981.tb01218.x. S2CID  98824178.
  60. ^ Collins SP, Pope RK, Sheetz RW, Ray RI, Wagner PA (1993). "Advantages of environmental scanning electron microscopy in studies of microorganisms". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 398–405. doi:10.1002/jemt.1070250508. PMID  8400431. S2CID  1733320.
  61. ^ Uwins PJ, Murray M, Gould RJ (1993). "Effects of four different processing techniques on the microstructure of potatoes: Comparison with fresh samples in ESEM". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 312–418. doi:10.1002/jemt.1070250510. PMID  8400433. S2CID  22405961.
  62. ^ Peckys, D.B.; Korf, U.; Wiemann, S.; de Jonge, N. (2017). "Liquid-phase electron microscopy of molecular drug response in breast cancer cells reveals irresponsive cell subpopulations related to lack of HER2 homodimers". Mol Biol Cell. 28 (23): 3193–3202. doi:10.1091/mbc.E17-06-0381. PMC  5687022. PMID  28794264.
  63. ^ Doehne E, Stulik DC (1990). "Application of the environmental scanning electron microscope to conservation science". Scanning Microscopy. 4: 275–286.
  64. ^ Danilatos, G.D.; Brooks, J.H. (1985). "Environmental SEM in wool research – present state of the art" (PDF). Proc. 7. Int. Wool Textile Research Conference, Tokyo, I: 263–272.
  65. ^ Lange, D.A.; Sujata, K. & Jennings, H.M. (1990). "Characterization of cement-water systems". Scanning Microscopy. 90: 75–76.
  66. ^ Baker, J.C.; Uwins, P.J.R. & Mackinnon, I.D.R. (1993). "ESEM study of authigenic chlorite acid sensitivity in sandstone reservoirs". Journal of Petroleum Science and Engineering. 8 (4): 269–277. doi:10.1016/0920-4105(93)90004-X.
  67. ^ Koopman N (1993). "Application of ESEM to Fluxless soldering". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 493–502. doi:10.1002/jemt.1070250521. PMID  8400444. S2CID  1359367.
  68. ^ Danilatos, G.D.; Brancik, J.V. (1986). "Observation of liquid transport in the ESEM" (PDF). Proc. 44th Annual Meeting EMSA: 678–679.
  69. ^ Diridollou S, Hallegot P, Mainwaring P, Leroy F, Barbosa VH, Zaluzec NJ (2007). "In-Situ Tensile Testing of Hair Fibers in An Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM)". Microsc Microanal. 13(Suppl 2): 1490CD–1491CD. doi:10.1017/S1431927607071917.
  70. ^ Little, B., Wagner, P., Ray, R.I., Pope, R. and Scheetz, R. (1991). "Biofilms: Artifacts introduced during SEM preparation evaluated by ESEM". J. Industrial Microbiology. 8 (4): 213–222. doi:10.1007/BF01576058. S2CID  46617376.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  71. ^ Robin E de la Parra A (1993). "method to detect variations in the wetting properties of microporous polymer membranes". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 362–373. doi:10.1002/jemt.1070250504. PMID  8400427. S2CID  26794882.
  72. ^ Gilbert LC and Doherty RE (1993) (1993). "Using ESEM and SEM to compare the performance of dentin conditioners". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 419–423. doi:10.1002/jemt.1070250511. PMID  8400434. S2CID  32062812.
  73. ^ Hoyberg K, Kruza KG (1993). "Application of environmental scanning electron microscope in the development of detergent and personal care". Microsc. Res. Tech. 25 (5–6): 424–428. doi:10.1002/jemt.1070250512. PMID  8400435. S2CID  19640263.
  74. ^ Danilatos, G.D. (1980). "An atmospheric scanning electron microscope (ASEM)". Snímání. 3 (3): 215–217. doi:10.1002/sca.4950030314.
  75. ^ Danilatos, G.D.; Robinson, V.N.E. & Postle, R. (1980). "An environmental scanning electron microscope for studies of wet wool fibres". Proc. Sixth Quinquennial Wool Textile Research Conference, Pretoria, II: 463–471.
  76. ^ Yamada, M .; Kuboki, K. "Development of natural SEM and some applications" (PDF). Hitachi.[mrtvý odkaz ]
  77. ^ Chance DL, Mawhinney TP (2006). "Employing "Wet SEM" Imaging to Study Co-Colonizing Mucosal Pathogens". Mikroskopie a mikroanalýza. 12 (Suppl. 02) (S02): 308–309. Bibcode:2006MiMic..12..308C. doi:10.1017/S1431927606063367.
  78. ^ Myers BD, Pan Z, Dravid VP (2008). "Beam skirting effects on energy deposition profile in VP-SEM". Mikroskopie a mikroanalýza. 14 (Suppl. 2) (S2): 1208–120. Bibcode:2008MiMic..14S1208M. doi:10.1017/S1431927608085589.
  79. ^ Tinkara Kopar; Vilma Ducmana (2007). "Low-vacuum SEM analyses of ceramic tiles with emphasis on glaze defects characterisation Materials Characterization". Charakterizace materiálů. 58 (11–12): 1133–1137. doi:10.1016/j.matchar.2007.04.022.
  80. ^ Pawley JB (1992). "LVSEM for High Resolution Topographic and Density Contrast Imaging" (PDF). Microelectronics and Microscopy. Advances in Electronics and Electron Physics. 83. pp. 203–274. doi:10.1016/S0065-2539(08)60008-6. ISBN  978-0-12-0147250.

Bibliografie

externí odkazy