Skenovací elektronový mikroskop - Scanning electron microscope
A rastrovací elektronový mikroskop (SEM) je typ elektronový mikroskop který vytváří obrazy vzorku skenováním povrchu zaostřeným paprskem elektrony. Elektrony interagují s atomy ve vzorku, produkující různé signály, které obsahují informace o povrchu topografie a složení vzorku. Elektronový paprsek je skenován v a rastrové skenování obrazce a poloha paprsku je kombinována s intenzitou detekovaného signálu za účelem vytvoření obrazu. V nejběžnějším režimu SEM sekundární elektrony emitované atomy excitovanými elektronovým paprskem jsou detekovány pomocí detektoru sekundárních elektronů (Detektor Everhart-Thornley ). Počet sekundárních elektronů, které lze detekovat, a tím i intenzita signálu, závisí mimo jiné na topografii vzorku. Některé SEM mohou dosáhnout rozlišení lepšího než 1 nanometr.
Vzorky jsou pozorovány ve vysokém vakuu v konvenčním SEM nebo v nízkém vakuu nebo ve vlhkém prostředí s proměnným tlakem nebo v prostředí SEM a při širokém rozsahu kryogenních nebo zvýšených teplot pomocí speciálních nástrojů.[1]
Dějiny
McMullan představil zprávu o rané historii rastrovací elektronové mikroskopie.[2][3] Ačkoli Max Knoll vytvořil fotografii s 50 mm šířkou pole objektu, která ukazuje směrovací kontrast pomocí skeneru elektronového paprsku,[4] to bylo Manfred von Ardenne který v roce 1937 vynalezl[5] mikroskop s vysokým rozlišení skenováním velmi malého rastru s demagnifikovaným a jemně zaostřeným elektronovým paprskem. Ardenne použil skenování elektronového paprsku ve snaze překonat rozlišení transmisní elektronový mikroskop (TEM), jakož i ke zmírnění podstatných problémů s chromatická aberace neodmyslitelnou součástí skutečného zobrazování v TEM. Dále diskutoval o různých detekčních režimech, možnostech a teorii SEM,[6] spolu s výstavbou první SEM s vysokým rozlišením.[7] Další práce ohlásil Zworykin skupina,[8] následované cambridgeskými skupinami v 50. a na počátku 60. let[9][10][11][12] vedená Charles Oatley, které všechny nakonec vedly k uvedení prvního komerčního nástroje na trh společností Společnost Cambridge Scientific Instrument Company jako „Stereoscan“ v roce 1965, který byl dodán do DuPont.
Zásady a kapacity
Signály používané SEM k vytvoření obrazu jsou výsledkem interakcí elektronového paprsku s atomy v různých hloubkách ve vzorku. Vyrábí se různé typy signálů včetně sekundární elektrony (SE), odráží nebo zpětně rozptýlené elektrony (BSE), charakteristické rentgenové paprsky a světlo (katodoluminiscence ) (CL), absorbovaný proud (proud vzorku) a přenášené elektrony. Detektory sekundárních elektronů jsou standardním vybavením všech SEM, ale je vzácné, aby jeden stroj měl detektory pro všechny další možné signály.
Sekundární elektrony mají velmi nízké energie řádově 50 eV, což je omezuje znamená volnou cestu v pevné hmotě. V důsledku toho mohou SE uniknout pouze z několika horních nanometrů povrchu vzorku. Signál ze sekundárních elektronů má tendenci být vysoce lokalizovaný v místě dopadu primárního elektronového paprsku, což umožňuje sbírat obrazy povrchu vzorku s rozlišením pod 1 nm. Zpětně rozptýlené elektrony (BSE) jsou paprskové elektrony, které se od vzorku odráží elastický rozptyl. Vzhledem k tomu, že mají mnohem vyšší energii než SE, vycházejí z hlubších míst ve vzorku a v důsledku toho je rozlišení snímků BSE menší než SE. BSE se však často používají v analytickém SEM spolu se spektry charakteristických rentgenových paprsků, protože intenzita signálu BSE silně souvisí s atomovým číslem (Z) vzorku. Obrázky BSE mohou poskytnout informace o distribuci, ale ne o identitě, různých prvků ve vzorku. Ve vzorcích převážně složených ze světelných prvků, jako jsou biologické vzorky, může zobrazení BSE zobrazovat koloidní zlato imunoznačky o průměru 5 nebo 10 nm, které by jinak bylo obtížné nebo nemožné detekovat na sekundárních elektronových obrazech.[13] Charakteristický Rentgenové záření jsou emitovány, když elektronový paprsek odstraní elektron vnitřního pláště ze vzorku, způsobující a elektron s vyšší energií naplnit skořápku a uvolnit energii. Energii nebo vlnovou délku těchto charakteristických rentgenových paprsků lze měřit pomocí Energeticky disperzní rentgenová spektroskopie nebo Vlnová délka disperzní rentgenová spektroskopie a slouží k identifikaci a měření množství prvků ve vzorku a mapování jejich distribuce.
Vzhledem k velmi úzkému elektronovému paprsku mají mikrofotografie SEM velký hloubka pole čímž se získá charakteristický trojrozměrný vzhled užitečný pro pochopení povrchové struktury vzorku.[14] Příkladem toho je mikrofotografie pylu uvedená výše. Je možná široká škála zvětšení, od přibližně 10násobku (přibližně ekvivalentu výkonného ručního objektivu) až po více než 500 000krát, což je přibližně 250násobek limitu zvětšení nejlepšího světelné mikroskopy.
příprava vzorků
Vzorky SEM musí být dostatečně malé, aby se vešly na fázi vzorku, a může vyžadovat speciální přípravu ke zvýšení jejich elektrické vodivosti a ke stabilizaci, aby odolaly podmínkám vysokého vakua a paprsku vysokoenergetických elektronů. Vzorky jsou obvykle připevněny pevně na držák vzorků nebo na čep pomocí vodivého lepidla. SEM se značně používá pro analýzu defektů polovodičových destiček a výrobci vyrábějí přístroje, které dokážou zkoumat jakoukoli část polovodičové destičky o průměru 300 mm. Mnoho nástrojů má komory, které mohou naklánět objekt této velikosti na 45 ° a zajišťovat nepřetržité otáčení o 360 °.
Nevodivé vzorky shromažďují náboj při skenování elektronovým paprskem, což zejména v režimu zobrazování sekundárního elektronu způsobuje poruchy skenování a další obrazové artefakty. Pro konvenční zobrazování v SEM musí být vzorky elektricky vodivý, alespoň na povrchu, a elektricky uzemněný zabránit hromadění elektrostatický náboj. Kovové předměty vyžadují jen malou speciální přípravu pro SEM, s výjimkou čištění a vodivé montáže na pahýl vzorku. Nevodivé materiály jsou obvykle potaženy ultratenkým povlakem elektricky vodivého materiálu, který se na vzorek nanáší buď nízkým vakuem rozprašovací povlak nebo vakuovým odpařováním. Mezi vodivé materiály, které se v současné době používají pro povrchovou úpravu vzorků, patří zlato, zlato /palladium slitina, Platina, iridium, wolfram, chrom, osmium,[13] a grafit. Povlak s těžkými kovy může zvýšit poměr signál / šum u vzorků s nízkou hodnotou protonové číslo (Z). Zlepšení nastává, protože je zvýšena emise sekundárních elektronů pro materiály s vysokým Z.
Alternativou k potahování některých biologických vzorků je zvýšení objemové vodivosti materiálu impregnací osmiem pomocí variant OTO barvení metoda (O-oxid osmičelý, T-thiokarbohydrazid, O-osmium).[15][16]
Nevodivé vzorky mohou být zobrazeny bez potahování pomocí environmentálního SEM (ESEM) nebo nízkonapěťového režimu provozu SEM.[17] U přístrojů ESEM je vzorek umístěn v relativně vysokotlaké komoře a elektronová optická kolona je diferencovaně čerpána, aby udržovala adekvátně vakuum[je zapotřebí objasnění ] nízko u elektronového děla. Vysokotlaká oblast kolem vzorku v ESEM neutralizuje náboj a poskytuje zesílení signálu sekundárního elektronu.[Citace je zapotřebí ] Nízkonapěťový SEM se obvykle provádí v přístroji s a polní emisní děla (FEG), který je schopen produkovat vysoký jas primárního elektronu a malou velikost bodu i při nízkém potenciálu zrychlení. Aby se zabránilo nabíjení nevodivých vzorků, musí být provozní podmínky upraveny tak, aby se proud přicházejícího paprsku rovnal součtu odchozích sekundárních a zpětně rozptýlených proudů elektronů, což je podmínka, která je nejčastěji splněna při zrychlovacích napětích 0,3–4 kV.[Citace je zapotřebí ]
Mohou být vyrobeny syntetické repliky, aby se zabránilo použití originálních vzorků, pokud nejsou vhodné nebo dostupné pro vyšetření SEM kvůli metodickým překážkám nebo právním problémům. Této techniky je dosaženo ve dvou krocích: (1) forma původního povrchu se vyrobí za použití dentálního elastomeru na bázi silikonu a (2) replika původního povrchu se získá nalitím syntetické pryskyřice do formy.[18]
Vkládání do a pryskyřice s dalším leštěním na zrcadlový povrch lze použít jak pro biologické vzorky, tak pro vzorky materiálů při zobrazování zpětně rozptýlených elektronů nebo při kvantitativní rentgenové mikroanalýze.
Hlavní techniky přípravy nejsou v environmentální SEM je uvedeno níže, ale některé biologické vzorky mohou mít z fixace prospěch.
Biologické vzorky
U SEM je obvykle nutné, aby byl vzorek zcela suchý, protože komora pro vzorky je pod vysokým vakuem. Tvrdé a suché materiály, jako je dřevo, kosti, peří, sušený hmyz nebo skořápky (včetně vaječných skořápek[19]) lze vyšetřit pomocí malého dalšího ošetření, ale živé buňky a tkáně a celé organismy s měkkým tělem vyžadují chemikálie fixace k zachování a stabilizaci jejich struktury.
Fixace se obvykle provádí inkubací v roztoku a vyrovnávací paměť chemický fixátor, jako je glutaraldehyd, někdy v kombinaci s formaldehyd[20][21][22] a další fixační prostředky,[23] a volitelně následuje postfixace oxidem osmičelým.[20] Fixovaná tkáň je poté dehydratována. Protože vysoušení vzduchu způsobuje kolaps a smršťování, je toho obvykle dosaženo nahrazením voda v buňkách s organickými rozpouštědly, jako je ethanol nebo aceton a nahrazení těchto rozpouštědel postupně přechodnou tekutinou, jako je kapalina oxid uhličitý podle sušení kritického bodu.[24] Oxid uhličitý je nakonec odstraněn v superkritickém stavu, takže během sušení není ve vzorku přítomno žádné rozhraní plyn-kapalina.
Suchý vzorek je obvykle připevněn na pahýl vzorku pomocí lepidla, jako je epoxidová pryskyřice nebo elektricky vodivá oboustranná lepicí páska, a před vyšetřením v mikroskopu pokovený rozprašováním zlatem nebo slitinou zlata / palladia. Vzorky mohou být řezány (s a mikrotom ), pokud mají být zobrazeny informace o vnitřní ultrastruktuře organismu.
Pokud je SEM vybaven studeným stupněm pro kryo mikroskopii, kryofixace může být použita a nízkoteplotní rastrovací elektronová mikroskopie provedena na kryogenicky fixovaných vzorcích.[20] Kryo-fixované vzorky mohou být kryofrakturovány ve vakuu ve speciální aparatuře, aby se odhalila vnitřní struktura, pokoveny rozprašováním a přeneseny na SEM kryostup, zatímco jsou stále zmrazené.[25] Nízkoteplotní rastrovací elektronová mikroskopie (LT-SEM) je také použitelná pro zobrazování teplotně citlivých materiálů, jako je led[26][27] a tuky.[28]
Fragmentace mražením, mražení-leptání nebo mražení a rozbíjení je metoda přípravy zvláště užitečná pro zkoumání lipidových membrán a jejich začleněných proteinů z pohledu „tváří v tvář“. Způsob přípravy odhaluje proteiny zabudované do lipidové dvojvrstvy.
Materiály
Zpětně rozptýlené zobrazování elektronů, kvantitativní rentgenová analýza a rentgenové mapování vzorků často vyžaduje broušení a leštění povrchů na ultrajemný povrch. Exempláře, které podstoupí WDS nebo EDS analýzy jsou často potaženy uhlíkem. Kovy obecně nejsou před zobrazením v SEM povlečeny, protože jsou vodivé a poskytují vlastní cestu k zemi.
Fraktografie je studium zlomených povrchů, které lze provést na světelném mikroskopu nebo běžně na SEM. Zlomený povrch je nařezán na vhodnou velikost, očištěn od veškerých organických zbytků a namontován na držák vzorku pro prohlížení v SEM.
Integrované obvody lze přerušit pomocí a zaostřený iontový paprsek (FIB) nebo jiné iontový paprsek frézovací nástroj pro prohlížení v SEM. SEM v prvním případě může být začleněn do FIB, což umožňuje zobrazení výsledku procesu ve vysokém rozlišení.
Kovy, geologické vzorky a integrované obvody mohou být pro prohlížení v SEM také chemicky vyleštěny.
Pro zobrazování anorganických tenkých filmů s velkým zvětšením jsou vyžadovány speciální techniky potahování s vysokým rozlišením.
Proces skenování a tvorba obrazu
V typickém SEM je elektronový paprsek termionicky emitované z elektronová zbraň vybaven wolframovým vláknem katoda. Wolfram se běžně používá v termiontových elektronových zbraních, protože má nejvyšší teplotu tání a nejnižší tlak par ze všech kovů, což umožňuje jeho elektrické zahřívání na emise elektronů a kvůli jeho nízké ceně. Mezi další typy elektronových zářičů patří hexaborid lanthanitý (Laboratoř
6) katody, které lze použít ve standardním wolframovém vláknu SEM, pokud je vylepšen vakuový systém, nebo polní emisní děla (FEG), které mohou být studená katoda typu pomocí wolframových monokrystalických zářičů nebo tepelně podporovaných Schottky typu, které používají zářiče oxid zirkoničitý.
Elektronový paprsek, který má obvykle energie v rozmezí od 0,2 keV na 40 keV, je zaostřeno jednou nebo dvěma kondenzátorovými čočkami na bod o průměru přibližně 0,4 nm až 5 nm. Paprsek prochází dvojicí skenovací cívky nebo dvojice vychylovacích desek v elektronovém sloupci, obvykle v konečné čočce, které vychylují paprsek v X a y osy tak, aby skenovaly v a rastr způsobem přes obdélníkovou oblast povrchu vzorku.
Když primární elektronový paprsek interaguje se vzorkem, elektrony ztrácejí energii opakovaným náhodným rozptylem a absorpcí v objemu vzorku ve tvaru slzy, známém jako objem interakce, která sahá od povrchu menšího než 100 nm do přibližně 5 µm. Velikost interakčního objemu závisí na přistávací energii elektronu, atomovém čísle vzorku a hustotě vzorku. Výměna energie mezi elektronovým paprskem a vzorkem vede k odrazu vysokoenergetických elektronů pružným rozptylem, emise sekundárních elektronů nepružný rozptyl a emise elektromagnetická radiace, z nichž každý může být detekován specializovanými detektory. Proud paprsku absorbovaný vzorkem lze také detekovat a použít k vytvoření obrazů distribuce proudu vzorku. Elektronické zesilovače různých typů se používají k zesílení signálů, které se zobrazují jako změny jasu na monitoru počítače (nebo u historických modelů na katodová trubice ). Každý pixel počítačové video paměti je synchronizován s polohou paprsku na vzorku v mikroskopu a výsledný obraz je tedy distribuční mapa intenzity signálu emitovaného ze skenované oblasti vzorku. Starší mikroskopy zachytily obrázky na film, ale nejmodernější přístroje se shromažďují digitální obrázky.
Zvětšení
Zvětšení v SEM lze ovládat v rozsahu přibližně 6 řádově přibližně 10 až 3 000 000krát.[29] Na rozdíl od optických a transmisních elektronových mikroskopů není zvětšení obrazu v SEM funkcí síly objektiv. SEM mohou mít kondenzátor a objektivy objektivu, ale jejich funkcí je zaostřit paprsek na místo, a nikoli zobrazovat vzorek. Za předpokladu, že elektronová pistole může generovat paprsek s dostatečně malým průměrem, mohl by SEM v zásadě fungovat zcela bez kondenzátoru nebo objektivů, i když by to nebylo příliš univerzální nebo by bylo možné dosáhnout velmi vysokého rozlišení. V SEM, jako v mikroskopie skenovací sondy, zvětšení vyplývá z poměru rozměrů rastru na vzorku a rastru na zobrazovacím zařízení. Za předpokladu, že obrazovka má pevnou velikost, je výsledkem většího zvětšení zmenšení velikosti rastru na vzorku a naopak. Zvětšení je proto řízeno proudem dodávaným do x, y snímacích cívek nebo napětím dodávaným do vychylovacích desek x, y, a nikoli výkonem objektivu.
Detekce sekundárních elektronů
Nejběžnější zobrazovací režim shromažďuje nízkoenergetické (<50 eV) sekundární elektrony, které jsou vymrštěny z vodivých nebo valenčních pásem atomů vzorků nepružnými rozptylovými interakcemi s paprskovými elektrony. Vzhledem k jejich nízké energii pocházejí tyto elektrony z několika málo nanometry pod povrchem vzorku.[14] Elektrony jsou detekovány pomocí Detektor Everhart-Thornley,[30] což je druh sběratelůscintilátor -fotonásobič Systém. Sekundární elektrony se nejprve shromažďují přitahováním k elektricky předpjaté mřížce při přibližně +400 V a poté se dále zrychlují směrem k fosforu nebo scintilátoru pozitivně předpjatému na přibližně +2 000 V. Zrychlené sekundární elektrony jsou nyní dostatečně energické, aby způsobily, že scintilátor emitují záblesky světla (katodoluminiscence), které jsou vedeny do fotonásobiče mimo sloupec SEM pomocí světelné trubice a okna ve stěně komory pro vzorky. Zesílený elektrický signál výstup fotonásobiče je zobrazen jako dvojrozměrné rozdělení intenzity, které lze prohlížet a fotografovat na analogu video vystaven nebo vystaven analogově-digitální převod a zobrazí se a uloží jako digitální obraz. Tento proces se opírá o primární paprsek skenovaný rastrem. Jas signálu závisí na počtu sekundárních elektronů dosahujících detektor. Pokud paprsek vstoupí do vzorku kolmo k povrchu, pak je aktivovaná oblast kolem osy paprsku stejnoměrná a určitý počet elektronů „unikne“ zevnitř vzorku. Jak se úhel dopadu zvětšuje, zvětšuje se objem interakce a zmenšuje se „úniková“ vzdálenost jedné strany paprsku, což má za následek emitování více sekundárních elektronů ze vzorku. Strmé povrchy a hrany mají tedy tendenci být jasnější než ploché povrchy, což vede k obrazům s dobře definovaným trojrozměrným vzhledem. Využití signálu sekundárních elektronů rozlišení obrazu je možná menší než 0,5 nm.
Detekce zpětně rozptýlených elektronů
Zpětně rozptýlené elektrony (BSE) se skládají z vysokoenergetických elektronů pocházejících z elektronového paprsku, které se odrážejí nebo zpětně rozptylují z objemu interakce vzorku elastickými interakcemi rozptylu s atomy vzorku. Vzhledem k tomu, že těžké prvky (vysoké atomové číslo) zpětně rozptylují elektrony silněji než lehké prvky (nízké atomové číslo), a tak se v obraze objevují jasněji, používají se BSE k detekci kontrastu mezi oblastmi s různým chemickým složením.[14] Detektor Everhart-Thornley, který je normálně umístěn na jednu stranu vzorku, je neefektivní pro detekci zpětně rozptýlených elektronů, protože jen málo takových elektronů je emitováno v pevném úhlu, který je pod detektorem, a protože pozitivně předpjatá detekční mřížka má malou schopnost přilákat BSE s vyšší energií. Vyhrazené zpětně rozptýlené detektory elektronů jsou umístěny nad vzorkem v uspořádání typu „kobliha“, soustředné s elektronovým paprskem, čímž maximalizují plný úhel sběru. Detektory BSE jsou obvykle buď scintilátorové, nebo polovodičové. Když jsou všechny části detektoru použity ke sběru elektronů symetricky kolem paprsku, vytvoří se kontrast atomového čísla. Silný topografický kontrast je však produkován sběrem zpětně rozptýlených elektronů z jedné strany nad vzorkem pomocí asymetrického směrového detektoru BSE; výsledný kontrast se jeví jako osvětlení topografie z této strany. Polovodičové detektory mohou být vyrobeny v radiálních segmentech, které lze zapínat nebo vypínat pro ovládání typu vytvářeného kontrastu a jeho směrovosti.
Zpětně rozptýlené elektrony lze také použít k vytvoření difrakce zpětného rozptylu elektronů (EBSD ) obrázek, který lze použít ke stanovení krystalografické struktury vzorku.
Analýza vstřikování paprsků polovodičů
Díky povaze sondy SEM, energetickým elektronům, je jedinečně vhodná pro zkoumání optických a elektronických vlastností polovodičových materiálů. Vysokoenergetické elektrony ze svazku SEM budou vstřikovat přepravci poplatků do polovodiče. Elektrony paprsku tedy ztrácejí energii podporou elektronů z valenční pásmo do vodivé pásmo, zanechal po sobě díry.
V přímá bandgap materiál, rekombinace těchto párů elektron-díra povede ke katodoluminiscenci; pokud vzorek obsahuje vnitřní elektrické pole, například přítomné v a p-n křižovatka, způsobí injekce nosníků SEM paprsků proud indukovaný elektronovým paprskem (EBIC) proudit. Katodoluminiscence a EBIC se označují jako techniky „paprskového vstřikování“ a jsou velmi silnými sondami optoelektronického chování polovodičů, zejména pro studium vlastností a defektů nanoměřítka.
Katodoluminiscence
Katodoluminiscence, emise světla, když se atomy excitované vysokoenergetickými elektrony vrátí do základního stavu, je analogická s UV -indukovaný fluorescence a některé materiály, jako je sulfid zinečnatý a některá fluorescenční barviva, vykazují oba jevy. V posledních desetiletích byla katodoluminiscence nejčastěji vnímána jako emise světla z vnitřního povrchu katodová trubice v televizorech a počítačových monitorech CRT. V SEM detektory CL buď shromažďují veškeré světlo emitované vzorkem, nebo mohou analyzovat vlnové délky emitované vzorkem a zobrazit emisi spektrum nebo obraz distribuce katodoluminiscence emitované vzorkem ve skutečné barvě.
Rentgenová mikroanalýza
Charakteristické rentgenové záření které vznikají interakcí elektrony se vzorkem lze detekovat také v SEM vybaveném pro energeticky disperzní rentgenová spektroskopie nebo vlnová délka disperzní rentgenová spektroskopie. Analýzu rentgenových signálů lze použít k mapování distribuce a odhadu množství prvků ve vzorku.
Rozlišení SEM
SEM není Fotoaparát a detektor netvoří nepřetržitě obraz jako a CCD pole nebo film. Na rozdíl od optického systému rozlišení není omezen difrakční limit, jemnost čoček nebo zrcadel nebo rozlišení pole detektoru. Zaostřovací optika může být velká a hrubá a detektor SE má velikost pěsti a jednoduše detekuje proud. Místo toho závisí prostorové rozlišení SEM na velikosti elektronové skvrny, která zase závisí jak na vlnové délce elektronů, tak na elektronově-optickém systému, který produkuje skenovací paprsek. Rozlišení je také omezeno velikostí interakčního objemu, objemem materiálu vzorku, který interaguje s elektronovým paprskem. Velikost bodu a objem interakce jsou ve srovnání se vzdálenostmi mezi atomy velké, takže rozlišení SEM není dostatečně vysoké, aby zobrazovalo jednotlivé atomy, jak je to možné u transmisní elektronový mikroskop (TEM). SEM má však kompenzační výhody, včetně schopnosti zobrazit poměrně velkou plochu vzorku; schopnost zobrazovat sypké materiály (nejen tenké filmy nebo fólie); a rozmanitost analytických režimů dostupných pro měření složení a vlastností vzorku. V závislosti na přístroji může rozlišení klesnout někde mezi méně než 1 nm a 20 nm. Od roku 2009 může SEM s nejvyšším rozlišením na světě (≤30 kV) dosáhnout bodového rozlišení 0,4 nm pomocí detektoru sekundárních elektronů.[31]
Environmentální SEM
Konvenční SEM vyžaduje, aby byly vzorky zobrazovány pod vakuum, protože plynná atmosféra se rychle šíří a zeslabuje elektronové paprsky. V důsledku toho vzorky, které produkují značné množství pára, např. mokré biologické vzorky nebo roponosná hornina musí být buď sušeny, nebo kryogenicky zmrazeny. Procesy zahrnující fázové přechody, jako je sušení lepidla nebo tavení slitiny, transport kapalin, chemické reakce a systémy pevná látka-vzduch-plyn obecně nelze pozorovat u konvenčních vysokovakuových SEM. V prostředí SEM (ESEM) je komora evakuována ze vzduchu, ale vodní pára se zadržuje blízko svého saturačního tlaku a zbytkový tlak zůstává relativně vysoký. To umožňuje analýzu vzorků obsahujících vodu nebo jiné těkavé látky. S ESEM bylo možné pozorovat živý hmyz.[32]
První komerční vývoj ESEM na konci 80. let[33][34] umožnilo pozorování vzorků v nízkotlakých plynných prostředích (např. 1–50 Torr nebo 0,1–6,7 kPa) a vysoký relativní vlhkost vzduchu (až 100%). To bylo možné díky vývoji detektoru sekundárních elektronů[35][36] schopné provozu v přítomnosti vodní páry a pomocí otvorů omezujících tlak s diferenciálním čerpáním v dráze elektronového paprsku k oddělení vakuové oblasti (kolem pistole a čoček) od komory pro vzorky. První komerční ESEM vyrobila společnost ElectroScan Corporation v USA v roce 1988. ElectroScan převzala společnost Philips (která později prodala divizi elektronové optiky společnosti FEI Company) v roce 1996.[37]
ESEM je zvláště vhodný pro nekovové a biologické materiály, protože potahování uhlíkem nebo zlatem je zbytečné. Bez povrchové úpravy plasty a elastomery lze rutinně vyšetřovat, stejně jako nepotažené biologické vzorky. To je užitečné, protože potahování může být obtížné zvrátit, může zakrýt malé rysy na povrchu vzorku a může snížit hodnotu získaných výsledků. Rentgenová analýza je u povlaku těžkého kovu obtížná, takže uhlíkové povlaky se běžně používají v konvenčních SEM, ale ESEM umožňuje provádět rentgenovou mikroanalýzu na nepotažených nevodivých vzorcích; v rentgenové analýze jsou však zavedeny některé specifické pro artefakty ESEM. ESEM může být upřednostňován pro elektronovou mikroskopii jedinečných vzorků z trestních nebo civilních řízení, kde forenzní analýza může být nutné opakovat několika různými odborníky. Je možné studovat vzorky v kapalině s ESEM nebo s jinými elektronová mikroskopie v kapalné fázi metody.[38]
Přenos SEM
SEM lze také použít v režimu přenosu jednoduchým začleněním vhodného detektoru pod tenkou část vzorku.[39] Detektory jsou k dispozici pro světlé pole, tmavé pole a také segmentové detektory pro střední pole až prstencové tmavé pole s vysokým úhlem. Přes rozdíl v přístrojovém vybavení je tato technika stále běžně označována jako rastrovací transmisní elektronová mikroskopie (STEM).
Barva v SEM
Elektronové mikroskopy přirozeně neprodukují barevné obrázky, protože SEM vytváří jednu hodnotu na pixel; tato hodnota odpovídá počtu elektronů přijatých detektorem během malé doby skenování, když je paprsek namířen na (x, y) polohu pixelu.
Toto jediné číslo je pro každý pixel obvykle reprezentováno úrovní šedé, která vytváří „černobílý“ obrázek.[40] K získání barevného elektronového mikroskopu se však použilo několik způsobů.[41]
Falešná barva pomocí jediného detektoru
- Na kompozičních obrazech plochých povrchů (obvykle BSE):
Nejjednodušší způsob, jak získat barvu, je přiřadit k tomuto jednomu číslu libovolnou barvu pomocí a barevná vyhledávací tabulka (tj. každá úroveň šedé je nahrazena zvolenou barvou). Tato metoda je známá jako falešná barva. Na BSE snímku může být provedena falešná barva, aby bylo možné lépe rozlišit různé fáze vzorku.[42]
- Na obrázcích se strukturovaným povrchem:
Jako alternativu k jednoduchému nahrazení každé úrovně šedé barvou umožňuje vzorek pozorovaný šikmým paprskem vědcům vytvořit přibližný topografický obrázek (viz další část „Fotometrické 3D vykreslování z jediného obrazu SEM“ ). Taková topografie může být poté zpracována algoritmy 3D vykreslování pro přirozenější vykreslení povrchové textury
Povrch ledvinového kamene
Totéž po opětovném zpracování barvy z odhadované topografie
SEM obraz diageneticky změněné diskotéky
Stejný obrázek po podobné zbarvení
SEM obrázek zbarvení
Publikované obrázky SEM jsou velmi často uměle zabarveny.[42] To lze provést pro estetický efekt, pro vyjasnění struktury nebo pro přidání realistického vzhledu vzorku[43] a obecně nepřidává informace o vzorku.[44]
Barvení lze provádět ručně pomocí softwaru pro úpravu fotografií nebo poloautomaticky pomocí speciálního softwaru pomocí detekce funkcí nebo objektově orientované segmentace.[45]
SEM obrázek Cobaea scandens pyl
Totéž po poloautomatickém barvení. Libovolné barvy pomáhají identifikovat různé prvky struktury
Barevný SEM obrázek Tradescantia pyl a tyčinky
Barevný SEM obrázek nativního zlato a arsenopyrit intergrowth krystalů
Barva vytvořená pomocí více detektorů elektronů
V některých konfiguracích se shromažďuje více informací na pixel, často použitím více detektorů.[46]
Jako běžný příklad jsou detektory sekundárních elektronů a zpětně rozptýlených elektronů superponovány a každému obrazu zachycenému každým detektorem je přiřazena barva,[47][48] s konečným výsledkem kombinovaného barevného obrazu, kde barvy souvisejí s hustotou komponent. Tato metoda je známá jako barevný SEM závislý na hustotě (DDC-SEM). Mikrografy produkované DDC-SEM uchovávají topografické informace, které jsou lépe zachyceny detektorem sekundárních elektronů, a kombinují je s informacemi o hustotě získanými zpětně odraženým detektorem elektronů.[49][50]
DDC-SEM kalcifikovaných částic v srdeční tkáni - signál 1: SE
Signál 2: BSE
Barevný obrázek získaný ze dvou předchozích. Na hustotě závislé barevné skenovací elektronové mikrofotografie SEM (DDC-SEM) kardiovaskulární kalcifikace, ukazující oranžově sférické částice fosforečnanu vápenatého (hustší materiál) a zeleně extracelulární matrici (méně hustý materiál)
Stejná práce s větším pohledem, součást studie kalcifikace lidské kardiovaskulární tkáně
Analytické signály založené na generovaných fotonech
Měření energie fotonů emitovaných ze vzorku je běžnou metodou k získání analytických schopností. Příklady jsou energeticky disperzní rentgenová spektroskopie (EDS) detektory používané v elementární analýze a katodoluminiscenční mikroskop (CL) systémy, které analyzují intenzitu a spektrum elektronů indukovaných světélkování v (například) geologických vzorcích. V systémech SEM, které používají tyto detektory, je běžné tyto extra signály barevně kódovat a překrýt je do jednoho barevného obrazu, takže lze jasně vidět a porovnat rozdíly v distribuci různých složek vzorku. Volitelně lze standardní sekundární elektronový obraz sloučit s jedním nebo více kompozičními kanály, takže lze porovnat strukturu a složení vzorku. Takové obrazy lze pořizovat při zachování plné integrity původních dat signálu, která se žádným způsobem nemění.
3D v SEM
SEM přirozeně neposkytují 3D obrazy v rozporu s SPM. 3D data však lze získat pomocí SEM různými způsoby, jak je uvedeno níže.
Rekonstrukce 3D SEM ze stereofonního páru
- fotogrammetrie je metrologicky nejpřesnější metoda, jak do snímků SEM vnést třetí rozměr.[42] Na rozdíl od fotometrických metod (další odstavec), fotogrammetrie počítá absolutní výšky pomocí triangulace metody. Nevýhody spočívají v tom, že funguje pouze v případě, že existuje minimální struktura, a vyžaduje pořízení dvou obrazů ze dvou různých úhlů, což znamená použití naklonění. (Fotogrammetrie je softwarová operace, která vypočítává posun (neboli „disparitu“) pro každý pixel mezi levým obrazem a pravým obrazem stejné dvojice. Takový rozdíl odráží místní výšku).
Stereofonní pár SEM mikrofosílie o velikosti menší než 1 mm (Ostracoda ) vyrobené nakloněním podél podélné osy.
Z této dvojice obrazů SEM byla třetí dimenze rekonstruována fotogrammetrií (pomocí MountainsMap software, viz další obrázek); then a series of 3D representations with different angles have been made and assembled into a GIF file to produce this animation.
3D surface reconstruction of a (Ra = 3 µm) drsnost calibration sample (as used to calibrate profilometers), from 2 scanning electron microscope images tilted by 15° (top left). The calculation of the 3D model (bottom right) takes about 1.5 second[51] and the error on the Ra roughness value calculated is less than 0.5%.
Photometric 3D SEM reconstruction from a four-quadrant detector by "shape from shading"
This method typically uses a four-quadrant BSE detector (alternatively for one manufacturer, a 3-segment detector). The microscope produces four images of the same specimen at the same time, so no tilt of the sample is required. The method gives metrological 3D dimensions as far as the slope of the specimen remains reasonable.[42] Most SEM manufacturers now (2018) offer such a built-in or optional four-quadrant BSE detector, together with proprietary software to calculate a 3D image in real time.[52]
Other approaches use more sophisticated (and sometimes GPU-intensive) methods like the optimal estimation algorithm and offer much better results[53] at the cost of high demands on computing power.
In all instances, this approach works by integration of the slope, so vertical slopes and overhangs are ignored; for instance, if an entire sphere lies on a flat, little more than the upper hemisphere is seen emerging above the flat, resulting in wrong altitude of the sphere apex. The prominence of this effect depends on the angle of the BSE detectors with respect to the sample, but these detectors are usually situated around (and close to) the electron beam, so this effect is very common.
Photometric 3D rendering from a single SEM image
This method requires an SEM image obtained in oblique low angle lighting. The grey-level is then interpreted as the slope, and the slope integrated to restore the specimen topography. This method is interesting for visual enhancement and the detection of the shape and position of objects ; however the vertical heights cannot usually be calibrated, contrary to other methods such as photogrammetry.[42]
SEM image of a house fly compound eye surface at 450× magnification.
Detail of the previous image.
SEM 3D reconstruction from the previous using shape from shading algoritmy.
Same as the previous, but with lighting homogenized before applying the shape from shading algorithms
Other types of 3D SEM reconstruction
- Inverse reconstruction using electron-material interactive models[54][55]
- Vertical stacks of SEM micrographs plus image-processing software[56]
- Multi-Resolution reconstruction using single 2D File: High-quality 3D imaging may be an ultimate solution for revealing the complexities of any porous media, but acquiring them is costly and time-consuming. High-quality 2D SEM images, on the other hand, are widely available. Recently, a novel three-step, multiscale, multiresolution reconstruction method is presented that directly uses 2D images in order to develop 3D models. This method, based on a Shannon Entropy and conditional simulation, can be used for most of the available stationary materials and can build various stochastic 3D models just using a few thin sections.[57][58][59]
- Ion-abrasion SEM (IA-SEM) is a method of nanoscale 3D imaging that uses a focused beam of galium to repeatedly abrade the specimen surface 20 nanometres at a time. Each exposed surface is then scanned to compile a 3D image.[60][61]
Applications of 3D SEM
One possible application is measuring the roughness of ice crystals. This method can combine variable-pressure environmental SEM and the 3D capabilities of the SEM to measure roughness on individual ice crystal facets, convert it into a computer model and run further statistical analysis on the model.[62] Other measurements include fractal dimension, examining fracture surface of metals, characterization of materials, corrosion measurement, and dimensional measurements at the nano scale (step height, volume, angle, flatness, bearing ratio, coplanarity, etc.).[Citace je zapotřebí ]
Gallery of SEM images
The following are examples of images taken using an SEM.
Colored SEM image of soybean cyst nematode and egg. The artificial coloring makes the image easier for non-specialists to view and understand the structures and surfaces revealed in micrographs.
Složené oko z Antarktický krill Euphausia superba. Arthropod eyes are a common subject in SEM micrographs due to the depth of focus that an SEM image can capture. Colored picture.
Ommatidia z Antarktický krill eye, a higher magnification of the krill's eye. SEMs cover a range from light microscopy up to the magnifications available with a TEM. Colored picture.
SEM image of normal circulating human krev. This is an older and noisy micrograph of a common subject for SEM micrographs: red blood cells.
SEM image of a hederelloid z Devonský of Michigan (largest tube diameter is 0.75 mm). The SEM is used extensively for capturing detailed images of micro and macro fossils.
Backscattered electron (BSE) image of an antimon -rich region in a fragment of ancient glass. Museums use SEMs for studying valuable artifacts in a nondestructive manner.
SEM image of the corrosion layer on the surface of an ancient glass fragment; note the laminar structure of the corrosion layer.
SEM image of a fotorezist layer used in polovodič manufacturing taken on a field emission SEM. These SEMs are important in the semiconductor industry for their high-resolution capabilities.
SEM image of the surface of a ledvinový kámen showing tetragonal crystals of Weddellite (calcium oxalate dihydrate) emerging from the amorphous central part of the stone. Horizontal length of the picture represents 0.5 mm of the figured original.
Two images of the same depth hoar sníh crystal, viewed through a light microscope (left) and as an SEM image (right). Note how the SEM image allows for clear perception of the fine structure details which are hard to fully make out in the light microscope image.
Epidermal cells from the inner surface of an cibule flake. Beneath the shagreen-like cell walls one can see nuclei and small organelles floating in the cytoplasm. This BSE-image of a lanthanoid-stained sample was taken without prior fixation, nor dehydration, nor sputtering.
SEM image of průduchy on the lower surface of a leaf.
Viz také
- Applications for electron microscopy
- Elektronová mikroskopie
- Energeticky disperzní rentgenová spektroskopie
- Katodoluminiscenční mikroskop
- Soudní inženýrství
- Forenzní věda
- Seznam metod povrchové analýzy
- Mikroskopie
- Teeny Ted z Turnip Town (World's smallest book requires a scanning electron microscope to read).
- Transmisní elektronová mikroskopie (TEM)
Reference
- ^ Stokes, Debbie J. (2008). Principles and Practice of Variable Pressure Environmental Scanning Electron Microscopy (VP-ESEM). Chichester: John Wiley & Sons. ISBN 978-0470758748.
- ^ McMullan, D. (2006). "Scanning electron microscopy 1928–1965". Snímání. 17 (3): 175–185. doi:10.1002/sca.4950170309. PMC 2496789.
- ^ McMullan, D. (1988). "Von Ardenne and the scanning electron microscope". Proc Roy Microsc Soc. 23: 283–288.
- ^ Knoll, Max (1935). "Aufladepotentiel und Sekundäremission elektronenbestrahlter Körper". Zeitschrift für Technische Physik. 16: 467–475.
- ^ von Ardenne M. Improvements in electron microscopes. GB 511204, convention date (Germany) 18 February 1937
- ^ von Ardenne, Manfred (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Theoretische Grundlagen". Zeitschrift für Physik (v němčině). 109 (9–10): 553–572. Bibcode:1938ZPhy..109..553V. doi:10.1007/BF01341584.
- ^ von Ardenne, Manfred (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Praktische Ausführung". Zeitschrift für Technische Physik (v němčině). 19: 407–416.
- ^ Zworykin VA, Hillier J, Snyder RL (1942) A scanning electron microscope. ASTM Bull 117, 15–23.
- ^ McMullan, D. (1953). "An improved scanning electron microscope for opaque specimens". Proceedings of the IEE - Part II: Power Engineering. 100 (75): 245–256. doi:10.1049/pi-2.1953.0095.
- ^ Oatley CW, Nixon WC, Pease RFW (1965) Scanning electron microscopy. Adv Electronics Electron Phys 21, 181–247.
- ^ Smith KCA, Oatley, CW (1955). "The scanning electron microscope and its fields of application". British Journal of Applied Physics. 6 (11): 391–399. Bibcode:1955BJAP....6..391S. doi:10.1088/0508-3443/6/11/304.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Wells OC (1957) The construction of a scanning electron microscope and its application to the study of fibres. PhD Dissertation, Cambridge University.
- ^ A b Suzuki, E. (2002). "High-resolution scanning electron microscopy of immunogold-labelled cells by the use of thin plasma coating of osmium". Journal of Microscopy. 208 (3): 153–157. doi:10.1046/j.1365-2818.2002.01082.x. PMID 12460446.
- ^ A b C Goldstein, G. I.; Newbury, D. E.; Echlin, P.; Joy, D. C.; Fiori, C.; Lifshin, E. (1981). Scanning electron microscopy and x-ray microanalysis. New York: Plenum Press. ISBN 978-0-306-40768-0.
- ^ Seligman, Arnold M.; Wasserkrug, Hannah L.; Hanker, Jacob S. (1966). "A new staining method for enhancing contrast of lipid-containing membranes and droplets in osmium tetroxide-fixed tissue with osmiophilic thiocarbohydrazide (TCH)". Journal of Cell Biology. 30 (2): 424–432. doi:10.1083/jcb.30.2.424. PMC 2106998. PMID 4165523.
- ^ Malick, Linda E.; Wilson, Richard B.; Stetson, David (1975). "Modified Thiocarbohydrazide Procedure for Scanning Electron Microscopy: Routine use for Normal, Pathological, or Experimental Tissues". Biotechnic & Histochemistry. 50 (4): 265–269. doi:10.3109/10520297509117069. PMID 1103373.
- ^ Hortolà, Policarp (2005). "SEM Examination of Human Erythrocytes in Uncoated Bloodstains on Stone: Use of Conventional as Environmental-like SEM in a Soft Biological Tissue (and Hard Inorganic Material)". Journal of Microscopy. 218 (2): 94–103. doi:10.1111/j.1365-2818.2005.01477.x. PMID 15857371.
- ^ Hortolà, Policarp (2015). "Evaluating the Use of Synthetic Replicas for SEM Identification of Bloodstains (with Emphasis on Archaeological and Ethnographic Artifacts)". Mikroskopie a mikroanalýza. 21 (6): 1504–1513. Bibcode:2015MiMic..21.1504H. doi:10.1017/S1431927615014920. PMID 26522368.
- ^ Conrad, Cyler; Jones, Emily Lena; Newsome, Seth D.; Schwartz, Douglas W. (2016). "Bone isotopes, eggshell and turkey husbandry at Arroyo Hondo Pueblo". Journal of Archaeological Science: Reports. 10: 566–574. doi:10.1016/j.jasrep.2016.06.016.
- ^ A b C Jeffree, C. E.; Read, N. D. (1991). "Ambient- and Low-temperature scanning electron microscopy". In Hall, J. L.; Hawes, C. R. (eds.). Electron Microscopy of Plant Cells. London: Academic Press. pp. 313–413. ISBN 978-0-12-318880-9.
- ^ Karnovsky, M. J. (1965). "A formaldehyde-glutaraldehyde fixative of high osmolality for use in electron microscopy" (PDF). Journal of Cell Biology. 27 (2): 1A–149A. JSTOR 1604673.
- ^ Kiernan, J. A. (2000). "Formaldehyde, formalin, paraformaldehyde and glutaraldehyde: What they are and what they do". Microscopy Today. 2000 (1): 8–12. doi:10.1017/S1551929500057060.
- ^ Russell, S. D.; Daghlian, C. P. (1985). "Scanning electron microscopic observations on deembedded biological tissue sections: Comparison of different fixatives and embedding materials". Journal of Electron Microscopy Technique. 2 (5): 489–495. doi:10.1002/jemt.1060020511.
- ^ Chandler, Douglas E.; Roberson, Robert W. (2009). Bioimaging : current concepts in light and electron microscopy. Sudbury, Massachusetts: Vydavatelé Jones a Bartlett. ISBN 9780763738747.
- ^ Faulkner, Christine; et al. (2008). "Peeking into Pit Fields: A Multiple Twinning Model of Secondary Plasmodesmata Formation in Tobacco". Rostlinná buňka. 20 (6): 1504–18. doi:10.1105/tpc.107.056903. PMC 2483367. PMID 18667640.
- ^ Wergin, W. P.; Erbe, E. F. (1994). "Snow crystals: capturing snow flakes for observation with the low-temperature scanning electron microscope". Snímání. 16 (Suppl. IV): IV88.
- ^ Barnes, P. R. F.; Mulvaney, R.; Wolff, E. W.; Robinson, K. A. (2002). "A technique for the examination of polar ice using the scanning electron microscope". Journal of Microscopy. 205 (2): 118–124. doi:10.1046/j.0022-2720.2001.00981.x. PMID 11879426.
- ^ Hindmarsh, J. P.; Russell, A. B.; Chen, X. D. (2007). "Fundamentals of the spray freezing of foods—microstructure of frozen droplets". Journal of Food Engineering. 78 (1): 136–150. doi:10.1016/j.jfoodeng.2005.09.011.
- ^ Ultra-high Resolution Scanning Electron Microscope SU9000
- ^ Everhart, T. E.; Thornley, R. F. M. (1960). "Wide-band detector for micro-microampere low-energy electron currents" (PDF). Journal of Scientific Instruments. 37 (7): 246–248. Bibcode:1960JScI...37..246E. doi:10.1088/0950-7671/37/7/307.
- ^ Hitachi Launches World’s Highest Resolution FE-SEM. Nanotech Now. 31. května 2011.
- ^ Takaku, Yasuharu; Suzuki, Hiroshi; Ohta, Isao; Tsutsui, Takami; Matsumoto, Haruko; Shimomura, Masatsugu; Hariyama, Takahiko (7 March 2015). "A 'NanoSuit' surface shield successfully protects organisms in high vacuum: observations on living organisms in an FE-SEM". Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 282 (1802): 20142857. doi:10.1098/rspb.2014.2857. ISSN 0962-8452. PMC 4344158. PMID 25631998.
- ^ Danilatos, G. D. (1988). "Foundations of environmental scanning electron microscopy". Advances in Electronics and Electron Physics Volume 71. Advances in Electronics and Electron Physics. 71. pp. 109–250. doi:10.1016/S0065-2539(08)60902-6. ISBN 9780120146710.
- ^ US patent 4823006, Danilatos, Gerasimos D. and Lewis, George C., "Integrated electron optical/differential pumping/imaging signal detection system for an environmental scanning electron microscope", issued 18 April 1989
- ^ Danilatos, G. D. (1990). Teorie plynného detektoru v ESEM. Advances in Electronics and Electron Physics. 78. pp. 1–102. doi:10.1016/S0065-2539(08)60388-1. ISBN 9780120146789.
- ^ US patent 4785182, Mancuso, James F.; Maxwell, William B. and Danilatos, Gerasimos D., "Secondary Electron Detector for Use in a Gaseous Atmosphere", issued 15 November 1988
- ^ History of Electron Microscopy 1990s. sfc.fr
- ^ de Jonge, N .; Ross, F.M. (2011). "Elektronová mikroskopie vzorků v kapalině". Přírodní nanotechnologie. 6 (8): 695–704. Bibcode:2003NatMa ... 2..532W. doi:10.1038 / nmat944. PMID 12872162.
- ^ Klein, Tobias; Buhr, Egbert; Frase, Carl G. (2012). TSEM: A Review of Scanning Electron Microscopy in Transmission Mode and Its Applications. Advances in Imaging and Electron Physics. 171. pp. 297–356. doi:10.1016/B978-0-12-394297-5.00006-4. ISBN 9780123942975.
- ^ Burgess, Jeremy (1987). Under the Microscope: A Hidden World Revealed. Archiv CUP. p. 11. ISBN 978-0521399401.
- ^ Showing your true colors, 3D and color in electron microscopy in Lab News časopis
- ^ A b C d E Mignot, Christophe (2018). "Color (and 3D) for Scanning Electron Microscopy". Microscopy Today. 26 (3): 12–17. doi:10.1017/S1551929518000482.
- ^ Hortolà, P. (2010). "Using digital color to increase the realistic appearance of SEM micrographs of bloodstains". Mikron. 41 (7): 904–908. doi:10.1016/j.micron.2010.06.010. PMID 20638857.
- ^ "Úvod do elektronové mikroskopie" (PDF). Společnost FEI. p. 15. Citováno 12. prosince 2012.
- ^ "Next Monday, Digital Surf to Launch Revolutionary SEM Image Colorization". AZO Materials. 22. ledna 2016. Citováno 23. ledna 2016.
- ^ Antonovsky, A. (1984). "The application of colour to SEM imaging for increased definition". Micron a Microscopica Acta. 15 (2): 77–84. doi:10.1016/0739-6260(84)90005-4.
- ^ Danilatos, G.D. (1986). "Barevné mikrofotografie pro zpětně odražené signály elektronů v SEM". Snímání. 9 (3): 8–18. doi:10.1111 / j.1365-2818.1986.tb04287.x.
- ^ Danilatos, G.D. (1986). "Environmentální skenovací elektronová mikroskopie v barvě". Journal of Microscopy. 142: 317–325. doi:10,1002 / sca.4950080104.
- ^ Bertazzo, S.; Gentleman, E.; Cloyd, K. L.; Chester, A. H.; Yacoub, M. H.; Stevens, M. M. (2013). "Nano-analytical electron microscopy reveals fundamental insights into human cardiovascular tissue calcification". Přírodní materiály. 12 (6): 576–583. Bibcode:2013NatMa..12..576B. doi:10.1038/nmat3627. hdl:10044/1/21901. PMC 5833942. PMID 23603848.
- ^ Bertazzo, Sergio; Maidment, Susannah C. R.; Kallepitis, Charalambos; Fearn, Sarah; Stevens, Molly M.; Xie, Hai-nan (9 June 2015). "Fibres and cellular structures preserved in 75-million–year-old dinosaur specimens". Příroda komunikace. 6: 7352. Bibcode:2015NatCo...6.7352B. doi:10.1038/ncomms8352. PMC 4468865. PMID 26056764.
- ^ Stereo SEM reconstruction using MountainsMap SEM version 7.4 on i7 2600 CPU at 3.4 GHz
- ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "Quantitative three-dimensional ice roughness from scanning electron microscopy". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 122 (5): 3023–3025. Bibcode:2017JGRD..122.3023B. doi:10.1002/2016JD026094.
- ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "Quantitative three-dimensional ice roughness from scanning electron microscopy". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 122 (5): 3025–3041. Bibcode:2017JGRD..122.3023B. doi:10.1002/2016JD026094.
- ^ Baghaei Rad, Leili (2007). "Computational Scanning Electron Microscopy". International Conference on Frontiers of Characterization and Metrology. 931: 512. Bibcode:2007AIPC..931..512R. doi:10.1063/1.2799427.
- ^ Baghaei Rad, Leili; Downes, Ian; Ye, Jun; Adler, David; Pease, R. Fabian W. (2007). "Economic approximate models for backscattered electrons". Journal of Vacuum Science and Technology. 25 (6): 2425. Bibcode:2007JVSTB..25.2425B. doi:10.1116/1.2794068.
- ^ Hortolà, Policarp (2010). "Generating 3D and 3D-like animations of strongly uneven surface microareas of bloodstains from small series of partially out-of-focus digital SEM micrographs". Mikron. 41 (1): 1–6. doi:10.1016/j.micron.2009.04.012. PMID 19631553.
- ^ Tahmasebi, Pejman; Javadpour, Farzam; Sahimi, Muhammad (2015). "Multiscale and multiresolution modeling of shales and their flow and morphological properties". Vědecké zprávy. 5: 16373. Bibcode:2015NatSR...516373T. doi:10.1038/srep16373. PMC 4642334. PMID 26560178.
- ^ Tahmasebi, Pejman; Javadpour, Farzam; Sahimi, Muhammad (2015). "Three-Dimensional Stochastic Characterization of Shale SEM Images". Transport v porézních médiích. 110 (3): 521–531. doi:10.1007/s11242-015-0570-1.
- ^ Tahmasebi, Pejman; Sahimi, Muhammad (2012). "Reconstruction of three-dimensional porous media using a single thin section". Fyzický přehled E. 85 (6): 066709. Bibcode:2012PhRvE..85f6709T. doi:10.1103/PhysRevE.85.066709. PMID 23005245.
- ^ Murphy, GE; Lowekamp, BC; Zerfas, PM (August 2010). "Ion-abrasion scanning electron microscopy reveals distorted liver mitochondrial morphology in murine methylmalonic acidemia". Journal of Structural Biology. 171 (2): 125–32. doi:10.1016/j.jsb.2010.04.005. PMC 2885563. PMID 20399866.
- ^ "Multimedia Gallery - 3-D Imaging of Mammalian Cells With Ion-Abrasion SEM | NSF - National Science Foundation". www.nsf.gov.
- ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "Quantitative three-dimensional ice roughness from scanning electron microscopy". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 122 (5): 3023–3041. Bibcode:2017JGRD..122.3023B. doi:10.1002/2016JD026094.
externí odkazy
Prostředky knihovny o Skenovací elektronová mikroskopie |
- Všeobecné
- HowStuffWorks – How Scanning Electron Microscopes Work
- Notes on the SEM Notes covering all aspects of the SEM
- Scanning Electron Microscopy basics an animated tutorial on how SEM works
- Learn to use an SEM – An online learning environment for people wanting to use an SEM. Provided by Microscopy Australia
- Virtual SEM – sparkler – an interactive simulation of a scanning electron microscope (SEM)
- Preparing a Sample for the SEM preparing a non-conducting subject for the SEM (QuickTime -movie)
- multichannel color SEM imaging – and with BSE
- DDC-SEM image examples
- Video on the rastrovací elektronový mikroskop, Karlsruhe University of Applied Sciences
- animations and explanations on various types of microscopes including electron microscopes (Université Paris Sud)
- Dějiny
- Microscopy History links from the University of Alabama Department of Biological Sciences
- Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) history
- snímky
- Rippel Electron Microscope Facility Many dozens of (mostly biological) SEM images from Dartmouth College.
- Lanthanoid staining SEM images from Research Institute of Eye Diseases, Moscow.