Rastrovací elektronový mikroskop

Rastrovací, nebo též řádkovací elektronový mikroskop (angl. scanning electron microscope, SEM) je elektronový mikroskop, který využívá k zobrazování pohyblivého svazku elektronů.

Princip SEM

Na každé místo vzorku je zaměřen úzký paprsek elektronů (prochází jej po řádcích – odtud řádkovací). Interakcí dopadajících elektronů s materiálem vzorku vznikají různě detekovatelné složky. Jak paprsek putuje po vzorku, mění se podle charakteru povrchu úroveň signálu v detektoru. Z těchto signálů je pak sestavován výsledný obraz. Získaný obraz je standardně monochromatický.

Detektory SEM

• SE detektor – detektor sekundárních elektronů.
• BSE detektor – detektor zpětně odražených elektronů.
• TE detektor – detektor prošlých elektronů.
• EDS / WDS- detekce charakteristického RTG záření, používá se pro analýzu chemického složení vzorků. Metoda dokáže zjistit jaké prvky a v jakém množství se nacházejí ve vzorku.
• EBSD – difrakce zpětně odražených elektronů, používá se pro krystalografickou analýzu vzorků. Metoda dokáže přesně zjistit orientaci krystalové mřížky ve studovaném vzorku.

Elektronový tubus

Zdrojem elektronů je elektronová tryska, nejčastěji wolframové žhavené vlákno, umístěné v tzv. Wehneltově válci.

Elektrony jsou urychlovány směrem k vzorku urychlovacím napětím (typicky 0,1-30kV).

Svazek elektronů (paprsek) je upravován, zaostřován elektromagnetickými čočkami. Tubus obsahuje zpravidla jednu nebo více kondenzorových čoček, objektivovou čočku, vychylovací cívky rastrů a cívky stigmátorů pro korekci astigmatismu. Dopad paprsku elektronů na vzorek způsobí emisi sekundárních elektronů, zpětně odražených elektronů, RTG záření a jiných signálů ze vzorku, které jsou pak detekovány a analyzovány.

Důležité pojmy

Kolorovaná mikrofotografie z rastrovacího elektronového mikroskopu

• zvětšení - vzniká větším či menším vychýlením svazku pomocí rastrovacích cívek
• pracovní vzdálenost - vzdálenost na kterou je paprsek zaostřen objektivem
• proud ve stopě - proud (množství elektronů) dopadající na vzorek
• velikost stopy - průměr svazku v místě dopadu na vzorek
• rozlišení - schopnost rozlišit dva body (přibližně polovina stopy)

Související články

• Mikrofotografie

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu rastrovací elektronový mikroskop na Wikimedia Commons

• Historie elektronové mikroskopie na Akademii věd v Brně
• Historie v obrazech
• Galerie snímků z REM od brněnské fy Tescan