Москва, ул. Нагорная, 4а
Пн-Пт с 9:00 до 19:00
Заказать звонок Оставить заявку
keyboard_arrow_down

Сканирующая электронная микроскопия

История электронного микроскопа на самом деле не имеет такого длительного существования, как история обычного светового микроскопа, которым люди пользуются уже более двух сотен лет. Началом существования электронной микроскопии считается 1931 год, в котором и был создан первый в мире электронный микроскоп. Это произошло тогда, когда возникла потребность изучать более мелкие объекты, когда оптические микроскопы уже не могли справляться с поставленными задачами.

Сканирующая электронная микроскопия – это исследование, которое приобрело в настоящее время широкое применения в изучении наноматериалов и наноструктур.

Электронная сканирующая микроскопия – это использование оборудования, которое может давать увеличение в сотни тысяч крат. И именно этим объясняется возможность наблюдения за объектами сверхмалых размеров, а также получать не только информацию о их поверхности, но и о химическом составе верхних слоев исследуемого объекта.

Сканирующий электронный микроскоп: схема

Как происходит проведение сканирующей электронной микроскопии?

Схема устройства сканирующего микроскопа значительно отличается от оптического типа увеличивающего устройства.

Вместо обычного источника света, который мы привыкли видеть в обычном оптическом микроскопе, в растровом микроскопе установлена электронно-лучевая трубка, которая излучает электроны. 

Принцип действия сканирующего микроскопа

Из электронного сканирующего микроскопа исходит пучок электронов, который может характеризоваться различными параметрами энергии. На поверхности исследуемого образца этот пучок фокусируется в своеобразное пятно, диаметр которого приблизительно равняется 5 нм. Именно за счет этого пятна происходит сканирование поверхности. Когда такой пучок электронов сталкивается с поверхностью, а также немного проникает в нее, происходит явление эмиссии как электронов, так и фотонов из исследуемого объекта, именно эти электроны попадают в электронно-лучевую трубку, где и преобразуются в СЭМ-изображение.

Что дает сканирующий электронный микроскоп?

Данное оборудование позволяет получить подробную топографию поверхности исследуемого образца.

Изображения, которые формируются при проведении сканирующей электронной микроскопии, можно разделить на:

  1. Те, которые образуются за счет вторичных электронов;
  2. Формируемые за счет обратно рассеянных электронов;
  3. Сформированные за счет рентгеновского излучения.

Однако, насколько эффективно это оборудование, настолько и не просто они устроены. Для их функционирования требуется немало условий. Например, электроны, излучаемые микроскопом, не могут свободно перемещаться в воздухе. Именно поэтому для использования такой технологии просто необходимо создание вакуума, а это уже усложняет технологический процесс производства сканирующих электронных микроскопов, что также сказывается не его немалой цене.

К тому же для функционирования такого типа микроскопов обязательно должно быть помещение, в котором практически исключены всяческие электромагнитные излучения.

Несмотря на все нюансы, у электронной микроскопии есть ряд преимуществ, собственно, благодаря которым на стала столь востребованной во многих отраслях науки и техники.

Конфокальная сканирующая микроскопия: преимущества

  • Если сравнивать со световой микроскопией, сканирующая имеет большое разрешение и высокую глубину резкости;
  • СЭМ позволяет получить трехмерное изображение изучаемого объекта, благодаря этому интерпретация полученных результатов исследования значительно более простая.
  • К электронному сканирующему микроскопу можно подключить дополнительное оборудование, которое упростит анализ полученных данных.
  • Есть возможность исследования довольно объемных и рельефных объектов.

Современные сканирующие микроскопы имеют автоматизированную оптику высокого качества, при помощи которого специалисты получают высокоточные результаты. К тому же у современных микроскопов такого типа есть возможность подключения к ним анализаторов, так называемых аналитических приставок, при помощи которых происходит точный морфологический анализ поверхности исследуемого объекта на субмикронном уровне.

Сканирующая зондовая микроскопия

Это также использование сканирующего микроскопа для идентификации морфологии и идентификации нюансов поверхности исследуемого образца путем применения специального зонда, который взаимодействует с его поверхностью. В качестве зонда могут быть использованы либо игла, либо оптический зонд.

Сканирующая туннельная микроскопия

Данный вид микроскопии является разновидностью зондовой микроскопии, однако, есть незначительные отличия. На иглу, которая сканирует поверхность исследуемого образца, подается потенциал, в результате чего формируется туннельный ток, при этом расстояние между иглой и объектом ничтожно мало, около 0,1 нм. При чем, величина тока зависит от расстояния между зондом и поверхностью. При сканировании меняющиеся показания помогают получить точную информацию о топографии исследуемого образца.

В настоящей лабораторной диагностике зачастую используют данные, полученные совместно как электронным сканирующим, так и зондовым микроскопами.

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия

Данное исследование проводится путем формирования оптической системой конфокального лазерно-сканирующего микроскопа светящегося пятна как на поверхности объекта, который подлежит исследования, так и на заданной глубине образца. Таким образом такая микроскопия может дать отчетливую информацию о послойной структуре препарата, формируя четкое и контрастное его изображение.

Современное программное обеспечение почет сформировать трехмерную модель исследуемого объекта, что поможет в дальнейшей работе специалистам, может быть выполнено большое количество анализов на основании полученных данных.