stringtranslate.com

Сканирующий электронный микроскоп

Изображение пыльцевых зерен , полученное с помощью СЭМ, демонстрирует характерную глубину резкости микрофотографий СЭМ .
Первый SEM М. фон Арденна
СЭМ с открытой камерой для образцов
Аналоговый тип SEM

Сканирующий электронный микроскоп ( СЭМ ) — это тип электронного микроскопа , который создает изображения образца путем сканирования поверхности сфокусированным пучком электронов . Электроны взаимодействуют с атомами в образце, производя различные сигналы, которые содержат информацию о рельефе поверхности и составе образца. Электронный луч сканируется по растровой схеме сканирования , а положение луча объединяется с интенсивностью обнаруженного сигнала для создания изображения. В наиболее распространенном режиме СЭМ вторичные электроны , испускаемые атомами, возбужденными электронным пучком, обнаруживаются с помощью детектора вторичных электронов ( детектор Эверхарта–Торнли ). Количество вторичных электронов, которые могут быть обнаружены, и, следовательно, интенсивность сигнала, зависят, среди прочего, от рельефа образца. Некоторые СЭМ могут достигать разрешения лучше 1 нанометра.

Образцы наблюдаются в высоком вакууме в обычном СЭМ или в низком вакууме или влажных условиях в СЭМ с переменным давлением или окружающей средой, а также в широком диапазоне криогенных или повышенных температур с помощью специализированных приборов. [1]

История

Отчет о ранней истории сканирующей электронной микроскопии был представлен Макмалланом. [2] [3] Хотя Макс Кнолл сделал фотографию с шириной поля объекта 50 мм, показывающую контрастность каналирования с помощью сканера электронного луча, [4] именно Манфред фон Арденн в 1937 году изобрел [5] микроскоп с высоким разрешением , сканируя очень маленький растр уменьшенным и тонко сфокусированным электронным лучом. В том же году Сесил Э. Холл также завершил создание первого эмиссионного микроскопа в Северной Америке, всего через два года после того, как получил задание от своего руководителя, Э. Ф. Бертона из Университета Торонто. [6] Арденн применил сканирование электронного луча в попытке превзойти разрешение просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), а также смягчить существенные проблемы с хроматической аберрацией , присущей реальному изображению в ПЭМ. Далее он обсудил различные режимы обнаружения, возможности и теорию СЭМ, [7] вместе с созданием первого СЭМ высокого разрешения . [8] Дальнейшие работы были проведены группой Зворыкина [9] , за которой в 1950-х и начале 1960-х годов последовали группы Кембриджа [10] [11] [12] [13] под руководством Чарльза Оутли . Все это в конечном итоге привело к выводу на рынок первого коммерческого прибора компанией Cambridge Scientific Instrument Company под названием «Stereoscan» в 1965 году, который был поставлен компании DuPont .

Принципы и возможности

Источник электронов с эмиттером Шоттки
Объем взаимодействия электронов с веществом и типы генерируемых сигналов

Сигналы, используемые СЭМ для получения изображения, возникают в результате взаимодействия электронного пучка с атомами на различных глубинах внутри образца. Производятся различные типы сигналов, включая вторичные электроны (SE), отраженные или обратно рассеянные электроны (BSE), характеристические рентгеновские лучи и свет ( катодолюминесценция ) (CL), поглощенный ток (ток образца) и прошедшие электроны. Детекторы вторичных электронов являются стандартным оборудованием во всех СЭМ, но редко бывает так, что одна машина имеет детекторы для всех других возможных сигналов. [ необходима цитата ]

Вторичные электроны имеют очень низкую энергию порядка 50 эВ , что ограничивает их среднюю длину свободного пробега в твердом веществе. Следовательно, SE могут покидать только верхние несколько нанометров поверхности образца. Сигнал от вторичных электронов имеет тенденцию быть сильно локализованным в точке удара первичного электронного пучка, что позволяет собирать изображения поверхности образца с разрешением ниже 1 нм . Обратно рассеянные электроны (BSE) представляют собой электроны пучка, которые отражаются от образца за счет упругого рассеяния . Поскольку они имеют гораздо более высокую энергию, чем SE, они выходят из более глубоких мест внутри образца, и, следовательно, разрешение изображений BSE меньше, чем изображений SE. Однако BSE часто используются в аналитической SEM вместе со спектрами, полученными из характеристических рентгеновских лучей, поскольку интенсивность сигнала BSE тесно связана с атомным номером (Z) образца. Изображения BSE могут предоставить информацию о распределении, но не об идентичности различных элементов в образце. В образцах, состоящих преимущественно из легких элементов, таких как биологические образцы, BSE-визуализация может отображать коллоидные золотые иммунометки диаметром 5 или 10 нм, которые в противном случае было бы трудно или невозможно обнаружить на вторичных электронных изображениях. [14] Характеристические рентгеновские лучи испускаются, когда электронный луч удаляет электрон внутренней оболочки из образца, заставляя электрон с более высокой энергией заполнять оболочку и высвобождать энергию. Энергию или длину волны этих характеристических рентгеновских лучей можно измерить с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии или волновой дисперсионной рентгеновской спектроскопии и использовать для идентификации и измерения распространенности элементов в образце и картирования их распределения.

Благодаря очень узкому электронному пучку микрофотографии СЭМ имеют большую глубину резкости, что дает характерный трехмерный вид, полезный для понимания структуры поверхности образца. [15] Это иллюстрируется микрофотографией пыльцы, показанной выше. Возможен широкий диапазон увеличений, от примерно 10-кратного (примерно эквивалентно увеличению мощной ручной линзы) до более чем 500 000-кратного, что примерно в 250 раз превышает предел увеличения лучших световых микроскопов .

Подготовка образца

Паук , покрытый золотым напылением , подготовленный для просмотра с помощью СЭМ
Микрофотография распределения капель клея на заметке Post-it, полученная при низком напряжении (300 В) . Проводящее покрытие не применялось: такое покрытие изменило бы этот хрупкий образец.

Образцы SEM должны быть достаточно малы, чтобы поместиться на предметном столике, и могут нуждаться в специальной подготовке для повышения их электропроводности и стабилизации, чтобы они могли выдерживать условия высокого вакуума и высокоэнергетический пучок электронов. Образцы обычно жестко крепятся на держателе образца или заглушке с помощью проводящего клея. SEM широко используется для анализа дефектов полупроводниковых пластин , и производители выпускают приборы, которые могут исследовать любую часть полупроводниковой пластины диаметром 300 мм. Во многих приборах есть камеры, которые могут наклонять объект такого размера на 45° и обеспечивать непрерывное вращение на 360°. [ необходима цитата ]

Непроводящие образцы собирают заряд при сканировании электронным лучом, и особенно в режиме визуализации вторичных электронов, это вызывает ошибки сканирования и другие артефакты изображения. Для обычной визуализации в СЭМ образцы должны быть электропроводящими , по крайней мере на поверхности, и электрически заземленными , чтобы предотвратить накопление электростатического заряда . Металлические объекты требуют небольшой специальной подготовки для СЭМ, за исключением очистки и проводящего крепления к заглушке образца. Непроводящие материалы обычно покрываются сверхтонким покрытием из электропроводящего материала, нанесенного на образец либо методом низковакуумного напыления , либо методом химического осаждения [ необходима ссылка ] или методом высоковакуумного испарения. Проводящие материалы, которые в настоящее время используются для покрытия образцов, включают золото , сплав золота с палладием , платину , иридий , вольфрам , хром , осмий [14] и графит . Покрытие тяжелыми металлами может увеличить отношение сигнал/шум для образцов с низким атомным номером (Z). Улучшение возникает из-за усиления вторичной электронной эмиссии для материалов с высоким Z. [ необходима цитата ]

Альтернативой покрытию некоторых биологических образцов является увеличение объемной проводимости материала путем пропитки осмием с использованием вариантов метода окрашивания ОТО ( тетроксид осмия O , тиокарбогидразид T , осмий O ). [16] [17]

Непроводящие образцы могут быть визуализированы без покрытия с использованием режима работы SEM в среде (ESEM) или режима работы SEM с низким напряжением. В приборах ESEM образец помещается в камеру с относительно высоким давлением, а электронно-оптическая колонна дифференциально откачивается для поддержания вакуума на достаточно низком уровне [ необходимо разъяснение ] в электронной пушке. Область высокого давления вокруг образца в ESEM нейтрализует заряд и обеспечивает усиление сигнала вторичных электронов. [ необходимо цитирование ] Низковольтный SEM обычно проводится в приборе с пушками с полевой эмиссией (FEG), которые способны производить высокую яркость первичных электронов и малый размер пятна даже при низких ускоряющих потенциалах. Чтобы предотвратить зарядку непроводящих образцов, рабочие условия должны быть отрегулированы таким образом, чтобы входящий ток пучка был равен сумме исходящих вторичных и обратно рассеянных токов электронов, что чаще всего выполняется при ускоряющих напряжениях 0,3–4 кВ. [ необходимо цитирование ]

Заливка в смолу с последующей полировкой до зеркального блеска может использоваться как для биологических образцов, так и для образцов материалов при получении изображений в обратнорассеянных электронах или при проведении количественного рентгеновского микроанализа.

Основные методы подготовки не требуются для сканирующего электронного микроскопа, описанного ниже, но некоторые биологические образцы могут выиграть от фиксации.

Биологические образцы

Традиционно образец SEM должен быть полностью сухим, поскольку камера образца находится под высоким вакуумом. Твердые, сухие материалы, такие как дерево, кость, перья, сушеные насекомые или скорлупа (включая яичную скорлупу [18] ), могут быть исследованы с незначительной дополнительной обработкой, но живые клетки и ткани, а также целые, мягкотелые организмы требуют химической фиксации для сохранения и стабилизации их структуры.

Фиксация обычно выполняется путем инкубации в растворе буферного химического фиксатора, такого как глутаральдегид , иногда в сочетании с формальдегидом [19] [20] [21] и другими фиксаторами, [22] и, возможно, с последующей постфиксацией с помощью тетроксида осмия. [19] Затем фиксированная ткань дегидратируется. Поскольку сушка на воздухе вызывает коллапс и усадку, это обычно достигается путем замены воды в клетках органическими растворителями, такими как этанол или ацетон , и замены этих растворителей, в свою очередь, переходной жидкостью, такой как жидкий диоксид углерода, путем сушки в критической точке . [23] Диоксид углерода окончательно удаляется, находясь в сверхкритическом состоянии, так что во время сушки в образце не присутствует интерфейс газ-жидкость.

Сухой образец обычно крепится на подложке с помощью клея, например, эпоксидной смолы или электропроводящей двухсторонней клейкой ленты, и покрывается напылением золота или сплава золота и палладия перед исследованием под микроскопом. Образцы могут быть разрезаны (с помощью микротома ), если необходимо получить информацию о внутренней ультраструктуре организма для визуализации.

Если СЭМ оснащен холодным столиком для криомикроскопии, можно использовать криофиксацию и низкотемпературную сканирующую электронную микроскопию, выполненную на криогенно зафиксированных образцах. [19] Криофиксированные образцы могут быть криоразломаны под вакуумом в специальном аппарате для выявления внутренней структуры, покрыты напылением и перенесены на криостолик СЭМ в замороженном состоянии. [24] Низкотемпературная сканирующая электронная микроскопия (НТ-СЭМ) также применима для визуализации термочувствительных материалов, таких как лед [25] [26] и жиры. [27]

Замораживание-разрушение, замораживание-травление или замораживание-и-разрыв - это метод подготовки, особенно полезный для изучения липидных мембран и их включенных белков в "лицевой" проекции. Метод подготовки выявляет белки, встроенные в липидный бислой.

Материалы

Визуализация обратно рассеянных электронов, количественный рентгеновский анализ и рентгеновское картирование образцов часто требуют шлифовки и полировки поверхностей до сверхгладкой поверхности. Образцы, которые подвергаются анализу WDS или EDS, часто имеют углеродное покрытие. Как правило, металлы не покрываются перед визуализацией в SEM, поскольку они являются проводящими и обеспечивают свой собственный путь к земле. Фрактография — это исследование поверхностей с трещинами, которое можно выполнить на световом микроскопе или, как правило, на SEM. Поверхность с трещинами разрезается до подходящего размера, очищается от любых органических остатков и устанавливается на держателе образца для просмотра в SEM. Интегральные схемы могут быть разрезаны с помощью сфокусированного ионного пучка (FIB) или другого инструмента для фрезерования ионного пучка для просмотра в SEM. SEM в первом случае может быть включен в FIB, что позволяет получать изображения с высоким разрешением результата процесса. Металлы, геологические образцы и интегральные схемы также могут быть химически полированы для просмотра в SEM. Для получения изображений неорганических тонких пленок с большим увеличением требуются специальные методы нанесения покрытий с высоким разрешением.

Процесс сканирования и формирования изображения

Схема СЭМ

В типичном СЭМ электронный луч термоионно испускается из электронной пушки, оснащенной вольфрамовой нитью накала катода . Вольфрам обычно используется в термоионных электронных пушках, поскольку он имеет самую высокую температуру плавления и самое низкое давление паров среди всех металлов, что позволяет электрически нагревать его для эмиссии электронов, а также из-за его низкой стоимости. Другие типы электронных эмиттеров включают гексаборид лантана ( LaB
6) катоды, которые могут использоваться в стандартном СЭМ с вольфрамовой нитью, если вакуумная система модернизирована, или пушки полевой эмиссии (ПЭП), которые могут быть типа с холодным катодом, использующими вольфрамовые монокристаллические эмиттеры, или термоактивированного типа Шоттки , использующего эмиттеры из вольфрамовых монокристаллов, покрытых оксидом циркония .

Электронный пучок, энергия которого обычно находится в диапазоне от 0,2 кэВ до 40 кэВ, фокусируется одной или двумя конденсорными линзами в пятно диаметром около 0,4 нм до 5 нм. Пучок проходит через пары сканирующих катушек или пары дефлекторных пластин в электронной колонне, как правило, в конечной линзе, которые отклоняют пучок по осям x и y так, что он сканирует растровым способом прямоугольную область поверхности образца.

Механизмы испускания вторичных электронов, обратно рассеянных электронов и характеристического рентгеновского излучения атомами образца.

Когда первичный электронный луч взаимодействует с образцом, электроны теряют энергию за счет повторного случайного рассеяния и поглощения в каплевидном объеме образца, известном как объем взаимодействия , который простирается от менее 100 нм до приблизительно 5 мкм вглубь поверхности. Размер объема взаимодействия зависит от энергии приземления электрона, атомного номера образца и плотности образца. Обмен энергией между электронным лучом и образцом приводит к отражению электронов высокой энергии за счет упругого рассеяния, испусканию вторичных электронов за счет неупругого рассеяния и испусканию электромагнитного излучения , каждое из которых может быть обнаружено специализированными детекторами. Ток пучка, поглощаемый образцом, также может быть обнаружен и использован для создания изображений распределения тока образца. Электронные усилители различных типов используются для усиления сигналов, которые отображаются в виде изменений яркости на мониторе компьютера (или, для старинных моделей, на электронно-лучевой трубке ). Каждый пиксель видеопамяти компьютера синхронизирован с положением луча на образце в микроскопе, и полученное изображение, таким образом, представляет собой карту распределения интенсивности сигнала, испускаемого из сканируемой области образца. Старые микроскопы снимали изображения на пленку, но большинство современных приборов собирают цифровые изображения .

Низкотемпературная серия SEM-увеличений для снежного кристалла. Кристаллы захватываются, хранятся и покрываются платиной методом распыления при криогенных температурах для получения изображений.

Увеличение

Увеличение в СЭМ можно контролировать в диапазоне около 6 порядков величины от около 10 до 3 000 000 раз. [28] В отличие от оптических и просвечивающих электронных микроскопов, увеличение изображения в СЭМ не является функцией мощности объектива . СЭМ могут иметь конденсорные и объективные линзы, но их функция заключается в фокусировке луча в пятно, а не в отображении образца. При условии, что электронная пушка может генерировать луч с достаточно малым диаметром, СЭМ в принципе может работать полностью без конденсорных или объективных линз. Однако он может быть не очень универсальным или достигать очень высокого разрешения. В СЭМ, как и в сканирующей зондовой микроскопии , увеличение является результатом соотношения растра на устройстве отображения и размеров растра на образце. Предполагая, что экран дисплея имеет фиксированный размер, большее увеличение является результатом уменьшения размера растра на образце, и наоборот. Таким образом, увеличение контролируется током, подаваемым на сканирующие катушки x, y, или напряжением, подаваемым на дефлекторные пластины x, y, а не силой линзы объектива.

Обнаружение вторичных электронов

Наиболее распространенный режим визуализации собирает низкоэнергетические (<50 эВ) вторичные электроны, которые выбрасываются из зон проводимости или валентных зон атомов образца посредством неупругого рассеивания с электронами пучка. Из-за своей низкой энергии эти электроны возникают в пределах нескольких нанометров под поверхностью образца. [15] Электроны обнаруживаются детектором Эверхарта-Торнли , [29] который представляет собой тип системы коллектор- сцинтиллятор - фотоумножитель . Вторичные электроны сначала собираются путем притяжения их к электрически смещенной сетке при напряжении около +400 В, а затем дополнительно ускоряются к фосфору или сцинтиллятору, положительно смещенному до напряжения около +2000 В. Ускоренные вторичные электроны теперь достаточно энергичны, чтобы заставить сцинтиллятор испускать вспышки света (катодолюминесценция), которые проводятся к фотоумножителю снаружи колонки СЭМ через световод и окно в стенке камеры образца. Усиленный электрический сигнал, выдаваемый фотоумножителем, отображается в виде двумерного распределения интенсивности, которое можно просматривать и фотографировать на аналоговом видеодисплее или подвергать аналого-цифровому преобразованию и отображать и сохранять в виде цифрового изображения . Этот процесс основан на растровом сканировании первичного луча. Яркость сигнала зависит от количества вторичных электронов, достигающих детектора . Если луч входит в образец перпендикулярно поверхности, то активированная область однородна относительно оси луча, и определенное количество электронов «выбегает» из образца. По мере увеличения угла падения объем взаимодействия увеличивается, а расстояние «выбегания» одной стороны луча уменьшается, в результате чего из образца испускается больше вторичных электронов. Таким образом, крутые поверхности и края имеют тенденцию быть ярче, чем плоские поверхности, что приводит к изображениям с четко определенным трехмерным видом. Возможно использование сигнала вторичных электронов с разрешением изображения менее 0,5 нм.

Обнаружение обратно рассеянных электронов

Сравнение методов СЭМ:
Вверху: анализ обратно рассеянных электронов – состав
Внизу: анализ вторичных электронов – топография

Обратнорассеянные электроны (BSE) состоят из высокоэнергетических электронов, возникающих в электронном пучке, которые отражаются или рассеиваются обратно из объема взаимодействия образца за счет упругих рассеивающих взаимодействий с атомами образца. Поскольку тяжелые элементы (с высоким атомным номером) рассеивают электроны обратно сильнее, чем легкие элементы (с низким атомным номером), и, таким образом, выглядят ярче на изображении, BSE используются для обнаружения контраста между областями с различным химическим составом. [15] Детектор Эверхарта-Торнли, который обычно располагается с одной стороны образца, неэффективен для обнаружения обратнорассеянных электронов, поскольку в телесном угле, образуемом детектором, испускается мало таких электронов, и поскольку положительно смещенная сетка обнаружения имеет небольшую способность привлекать BSE с более высокой энергией. Специальные детекторы обратнорассеянных электронов располагаются над образцом в конфигурации типа «пончик», концентрической с электронным пучком, что максимизирует телесный угол сбора. Детекторы BSE обычно бывают либо сцинтилляционного, либо полупроводникового типа. Когда все части детектора используются для сбора электронов симметрично относительно пучка, создается атомный номерной контраст. Однако сильный топографический контраст создается путем сбора обратно рассеянных электронов с одной стороны над образцом с помощью асимметричного направленного детектора BSE; результирующий контраст проявляется как освещение топографии с этой стороны. Полупроводниковые детекторы могут быть выполнены в радиальных сегментах, которые можно включать или выключать для управления типом создаваемого контраста и его направленностью.

Обратнорассеянные электроны также можно использовать для формирования изображения дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD), которое можно использовать для определения кристаллографической структуры образца.

Анализ полупроводников методом инжекции пучка

Природа зонда СЭМ, энергичные электроны, делает его уникально подходящим для изучения оптических и электронных свойств полупроводниковых материалов. Высокоэнергетические электроны из пучка СЭМ будут инжектировать носители заряда в полупроводник. Таким образом, электроны пучка теряют энергию, продвигая электроны из валентной зоны в зону проводимости , оставляя дырки .

В прямозонном материале рекомбинация этих пар электронов и дырок приведет к катодолюминесценции; если образец содержит внутреннее электрическое поле, например, присутствующее в pn-переходе , инжекция носителей пучком СЭМ вызовет протекание тока, индуцированного электронным пучком (EBIC). Катодолюминесценция и EBIC называются методами «инжекции пучка» и являются очень мощными зондами оптоэлектронного поведения полупроводников, в частности, для изучения наномасштабных особенностей и дефектов.

Катодолюминесценция

Наложение цветной катодолюминесценции на изображение поликристалла InGaN , полученное с помощью СЭМ . Синий и зеленый каналы представляют реальные цвета, красный канал соответствует УФ-излучению.

Катодолюминесценция , излучение света, когда атомы, возбужденные высокоэнергетическими электронами, возвращаются в свое основное состояние, аналогична флуоресценции, вызванной ультрафиолетовым излучением , и некоторые материалы, такие как сульфид цинка и некоторые флуоресцентные красители, демонстрируют оба явления. За последние десятилетия катодолюминесценция чаще всего наблюдалась как излучение света с внутренней поверхности электронно -лучевой трубки в телевизорах и компьютерных ЭЛТ-мониторах. В СЭМ детекторы CL либо собирают весь свет, излучаемый образцом, либо могут анализировать длины волн, излучаемые образцом, и отображать спектр излучения или изображение распределения катодолюминесценции, излучаемой образцом, в реальном цвете.

Рентгеновский микроанализ

Характерные рентгеновские лучи , которые возникают при взаимодействии электронов с образцом, также могут быть обнаружены в СЭМ, оборудованном для энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии или дисперсионной рентгеновской спектроскопии по длине волны . Анализ рентгеновских сигналов может быть использован для картирования распределения и оценки распространенности элементов в образце.

Постановление СЭМ

Видео, иллюстрирующее типичный практический диапазон увеличения сканирующего электронного микроскопа, предназначенного для биологических образцов. Видео начинается с 25×, около 6 мм по всему полю зрения, и увеличивается до 12000×, около 12  мкм по всему полю зрения. Сферические объекты представляют собой стеклянные бусины диаметром 10 мкм, аналогичные по диаметру эритроциту .

SEM не является камерой , а детектор не формирует изображение непрерывно, как ПЗС- матрица или пленка . В отличие от оптической системы, разрешение не ограничивается дифракционным пределом , тонкостью линз или зеркал или разрешением детекторной матрицы. Фокусирующая оптика может быть большой и грубой, а детектор SE имеет размер кулака и просто обнаруживает ток. Вместо этого пространственное разрешение SEM зависит от размера электронного пятна, который, в свою очередь, зависит как от длины волны электронов, так и от электронно-оптической системы, которая создает сканирующий луч. Разрешение также ограничено размером объема взаимодействия, объемом материала образца, который взаимодействует с электронным лучом. Размер пятна и объем взаимодействия оба велики по сравнению с расстояниями между атомами, поэтому разрешение SEM недостаточно высоко для изображения отдельных атомов, как это возможно с просвечивающим электронным микроскопом (ПЭМ). Однако SEM имеет компенсирующие преимущества, включая возможность изображения сравнительно большой площади образца; возможность изображения объемных материалов (не только тонких пленок или фольги); и разнообразие аналитических режимов, доступных для измерения состава и свойств образца. В зависимости от инструмента разрешение может быть где-то между менее чем 1 нм и 20 нм. По состоянию на 2009 год, самый высокий в мире стандартный (≤30 кВ) SEM может достигать разрешения точки 0,4 нм с использованием детектора вторичных электронов. [30]

Экологический СЭМ

Обычный СЭМ требует, чтобы образцы были визуализированы в вакууме , поскольку газовая атмосфера быстро распространяется и ослабляет электронные пучки. Как следствие, образцы, которые производят значительное количество пара , например, влажные биологические образцы или нефтесодержащие породы, должны быть либо высушены, либо криогенно заморожены. Процессы, включающие фазовые переходы , такие как сушка клеев или плавление сплавов , перенос жидкости, химические реакции и системы твердое тело-воздух-газ, в целом не могут наблюдаться с помощью обычного высоковакуумного СЭМ. В среде СЭМ (ESEM) камера откачивается от воздуха, но водяной пар удерживается вблизи давления насыщения, а остаточное давление остается относительно высоким. Это позволяет анализировать образцы, содержащие воду или другие летучие вещества. С помощью ESEM стало возможным наблюдение за живыми насекомыми. [31]

Первая коммерческая разработка ESEM в конце 1980-х годов [32] [33] позволила наблюдать образцы в газовых средах с низким давлением (например, 1–50 Торр или 0,1–6,7 кПа) и высокой относительной влажностью (до 100%). Это стало возможным благодаря разработке детектора вторичных электронов [34] [35], способного работать в присутствии водяного пара, и использованию апертур ограничения давления с дифференциальной откачкой на пути электронного пучка для отделения вакуумной области (вокруг пушки и линз) от камеры образца. Первые коммерческие ESEM были произведены корпорацией ElectroScan в США в 1988 году. В 1996 году ElectroScan была приобретена компанией Philips (которая позже продала свое электронно-оптическое подразделение компании FEI Company). [36]

ESEM особенно полезен для неметаллических и биологических материалов, поскольку покрытие углеродом или золотом не требуется. Непокрытые пластики и эластомеры можно исследовать в обычном порядке, как и непокрытые биологические образцы. Это полезно, поскольку покрытие может быть трудно отменить, может скрыть небольшие особенности на поверхности образца и может снизить ценность полученных результатов. Рентгеновский анализ затруднен с покрытием из тяжелого металла, поэтому углеродные покрытия обычно используются в обычных SEM, но ESEM позволяет выполнять рентгеновский микроанализ на непокрытых непроводящих образцах; однако некоторые специфические для ESEM артефакты вводятся в рентгеновский анализ. ESEM может быть предпочтительным для электронной микроскопии уникальных образцов из уголовных или гражданских дел, где судебно-медицинский анализ может потребоваться повторить несколькими разными экспертами. Можно изучать образцы в жидкости с помощью ESEM или с помощью других методов жидкофазной электронной микроскопии . [37]

Трансмиссия СЭМ

СЭМ также можно использовать в режиме пропускания, просто включив соответствующий детектор под тонкий участок образца. [38] Детекторы доступны для светлого поля, темного поля, а также сегментированные детекторы для среднего поля и высокоуглового кольцевого темного поля . Несмотря на разницу в инструментах, этот метод по-прежнему обычно называют сканирующей просвечивающей электронной микроскопией (СТЭМ) .

СЭМ в судебной экспертизе

SEM часто используется в судебной экспертизе для увеличенного анализа микроскопических объектов, таких как диатомовые водоросли и следы выстрела . Поскольку SEM оказывает неразрушающее воздействие на образец, его можно использовать для анализа доказательств, не повреждая его. SEM стреляет пучком высокоэнергетических электронов в образец, которые отражаются от образца, не изменяя и не разрушая его. Это отлично подходит для анализа диатомовых водорослей. Когда человек умирает от утопления, он вдыхает воду, что приводит к тому, что то, что находится в воде (диатомовые водоросли), попадает в кровоток, мозг, почки и многое другое. Эти диатомовые водоросли в организме можно увеличить с помощью SEM, чтобы определить тип диатомовых водорослей, что поможет понять, как и где умер человек. Используя изображения, полученные с помощью SEM, судебные эксперты могут сравнивать типы диатомовых водорослей, чтобы подтвердить водоем, в котором умер человек. [39]

Анализ остатков выстрела (GSR) можно проводить с помощью множества различных аналитических инструментов, [40] но SEM является распространенным способом анализа неорганических соединений из-за того, что он может точно анализировать типы элементов (в основном металлы) с помощью трех детекторов: детектора обратного рассеяния электронов, детектора вторичных электронов и детектора рентгеновского излучения . GSR можно собирать с места преступления, жертвы или стрелка и анализировать с помощью SEM. Это может помочь ученым определить близость и/или контакт с разряженным огнестрельным оружием. [40]

Цвет в СЭМ

Электронные микроскопы не создают цветных изображений, поскольку СЭМ создает одно значение на пиксель ; это значение соответствует количеству электронов, полученных детектором за небольшой период времени сканирования, когда луч направлен на позицию пикселя (x, y).

Это единственное число обычно представлено для каждого пикселя уровнем серого, образуя монохромное изображение. [41] Однако для получения цветных изображений с помощью электронной микроскопии использовались несколько способов. [42]

Ложный цвет с использованием одного детектора

Самый простой способ получить цвет — связать с этим единственным числом произвольный цвет, используя таблицу поиска цветов (т. е. каждый уровень серого заменяется выбранным цветом). Этот метод известен как ложный цвет . На изображении BSE ложный цвет может быть выполнен для лучшего различения различных фаз образца. [43]

В качестве альтернативы простой замене каждого уровня серого цветом, образец, наблюдаемый косым лучом, позволяет исследователям создать приблизительное изображение топографии (см. дополнительный раздел «Фотометрическая 3D-рендеринг из одного изображения SEM»). Такая топография затем может быть обработана алгоритмами 3D-рендеринга для более естественной визуализации текстуры поверхности.

Раскрашивание изображений SEM

Очень часто публикуемые изображения, полученные с помощью СЭМ, искусственно окрашены. [43] Это может быть сделано для эстетического эффекта, для уточнения структуры или для придания образцу реалистичного вида и, как правило, не добавляет информации об образце. [44]

Раскрашивание может выполняться вручную с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий или полуавтоматически с помощью специального программного обеспечения, использующего обнаружение признаков или объектно-ориентированную сегментацию. [45]

Цвет, созданный с помощью нескольких электронных детекторов

В некоторых конфигурациях собирается больше информации на пиксель, часто за счет использования нескольких детекторов. [46]

В качестве общего примера, детекторы вторичных электронов и обратно рассеянных электронов накладываются друг на друга, и каждому из изображений, полученных каждым детектором, присваивается цвет, [47] [48] в результате чего получается комбинированное цветное изображение, где цвета связаны с плотностью компонентов. Этот метод известен как цветной SEM, зависящий от плотности (DDC-SEM). Микрофотографии, полученные с помощью DDC-SEM, сохраняют топографическую информацию, которая лучше улавливается детектором вторичных электронов, и объединяют ее с информацией о плотности, полученной детектором обратно рассеянных электронов. [49] [50]

Аналитические сигналы на основе сгенерированных фотонов

Измерение энергии фотонов, испускаемых образцом, является распространенным методом получения аналитических возможностей. Примерами являются детекторы энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), используемые в элементном анализе, и системы катодолюминесцентного микроскопа (CL), которые анализируют интенсивность и спектр электронно-индуцированной люминесценции в (например) геологических образцах. В системах SEM, использующих эти детекторы, обычно эти дополнительные сигналы кодируют цветом и накладывают их на одно цветное изображение, так что различия в распределении различных компонентов образца можно четко увидеть и сравнить. При желании стандартное вторичное электронное изображение можно объединить с одним или несколькими композиционными каналами, так что можно будет сравнить структуру и состав образца. Такие изображения можно делать, сохраняя полную целостность исходных данных сигнала, которые никак не изменяются.

3D в СЭМ

В отличие от СЗМ, СЭМ не предоставляют 3D-изображений . Однако 3D-данные можно получить с помощью СЭМ различными методами, как указано ниже.

3D SEM-реконструкция из стереопары

Фотометрическая 3D SEM-реконструкция с четырехквадрантного детектора методом «формы из затенения»

Этот метод обычно использует четырехквадрантный детектор BSE (альтернативно для одного производителя, 3-сегментный детектор). Микроскоп производит четыре изображения одного и того же образца одновременно, поэтому наклон образца не требуется. Метод дает метрологические 3D-измерения, пока наклон образца остается разумным. [43] Большинство производителей SEM в настоящее время (2018) предлагают такой встроенный или дополнительный четырехквадрантный детектор BSE вместе с фирменным программным обеспечением для расчета 3D-изображения в реальном времени. [52]

Другие подходы используют более сложные (иногда требующие больших ресурсов графического процессора) методы, такие как алгоритм оптимальной оценки , и предлагают гораздо лучшие результаты [53] за счет высоких требований к вычислительной мощности.

Во всех случаях этот подход работает путем интеграции наклона, поэтому вертикальные наклоны и выступы игнорируются; например, если вся сфера лежит на плоскости, над плоскостью видна лишь часть верхней полусферы, что приводит к неправильной высоте вершины сферы. Выраженность этого эффекта зависит от угла детекторов BSE по отношению к образцу, но эти детекторы обычно располагаются вокруг электронного пучка (и близко к нему), поэтому этот эффект очень распространен.

Фотометрическая 3D-рендеринг с одного изображения, полученного с помощью СЭМ

Этот метод требует изображения SEM, полученного при косом низкоугольном освещении. Затем уровень серого интерпретируется как уклон, а уклон интегрируется для восстановления топографии образца. Этот метод интересен для визуального улучшения и обнаружения формы и положения объектов; однако вертикальные высоты обычно не могут быть откалиброваны, в отличие от других методов, таких как фотограмметрия. [43]

Другие типы 3D SEM-реконструкций

Применение 3D SEM

Одним из возможных применений является измерение шероховатости кристаллов льда. Этот метод может сочетать в себе SEM с переменным давлением и 3D-возможности SEM для измерения шероховатости на отдельных гранях кристаллов льда, преобразовывать ее в компьютерную модель и проводить дальнейший статистический анализ модели. [61] Другие измерения включают фрактальную размерность, исследование поверхности разрушения металлов, характеристику материалов, измерение коррозии и размерные измерения в наномасштабе (высота ступеньки, объем, угол, плоскостность, коэффициент подшипника, копланарность и т. д.). [ необходима цитата ]

СЭМ также используется специалистами по сохранению произведений искусства для выявления угроз стабильности поверхности картин из-за старения, таких как образование комплексов ионов цинка с жирными кислотами . [62] Судебные эксперты используют СЭМ для обнаружения подделок произведений искусства .

Галерея изображений СЭМ

Ниже приведены примеры изображений, полученных с помощью СЭМ.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Стоукс, Дебби Дж. (2008). Принципы и практика сканирующей электронной микроскопии переменного давления окружающей среды (VP-ESEM) . Чичестер: John Wiley & Sons. ISBN 978-0470758748.
  2. ^ МакМуллан, Д. (2006). «Сканирующая электронная микроскопия 1928–1965». Сканирование . 17 (3): 175–185. doi :10.1002/sca.4950170309. PMC 2496789 . 
  3. ^ МакМуллан, Д. (1988). «Фон Арденн и сканирующий электронный микроскоп». Proc Roy Microsc Soc . 23 : 283–288.
  4. ^ Нолл, Макс (1935). «Aufladepotentiel und Sekundäremission elektronenbestrahlter Körper». Zeitschrift für Technische Physik . 16 : 467–475.
  5. ↑ GB 511204, фон Арденн, Манфред, «Усовершенствования электронных микроскопов», опубликовано 15 августа 1939 г. 
  6. ^ https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/07CA329CE1E1FF29442C48A64BC16C2F/S1551929500066402a.pdf/history-of-electron-microscope-in-north-america.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  7. ^ фон Арденн, Манфред (1938). «Das Elektronen-Rastermicroskop. Theoretische Grundlagen». Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 109 (9–10): 553–572. Бибкод : 1938ZPhy..109..553В. дои : 10.1007/BF01341584. S2CID  117900835.
  8. ^ фон Арденн, Манфред (1938). «Das Elektronen-Rastermicroskop. Praktische Ausführung». Zeitschrift für Technische Physik (на немецком языке). 19 : 407–416.
  9. ^ Зворыкин ВА, Хиллер Дж, Снайдер РЛ (1942) Сканирующий электронный микроскоп. ASTM Bull 117, 15–23.
  10. ^ МакМуллан, Д. (1953). «Улучшенный сканирующий электронный микроскоп для непрозрачных образцов». Труды IEE — Часть II: Энергетика . 100 (75): 245–256. doi :10.1049/pi-2.1953.0095.
  11. ^ Oatley CW, Nixon WC, Pease RFW (1965) Сканирующая электронная микроскопия. Adv Electronics Electron Phys 21, 181–247.
  12. ^ Смит, KCA; Оутли, CW (1955). «Сканирующий электронный микроскоп и области его применения». British Journal of Applied Physics . 6 (11): 391–399. Bibcode : 1955BJAP....6..391S. doi : 10.1088/0508-3443/6/11/304.
  13. ^ Уэллс О.К. (1957) Конструкция сканирующего электронного микроскопа и его применение для изучения волокон. Докторская диссертация, Кембриджский университет.
  14. ^ ab Suzuki, E. (2002). «Высокоразрешающая сканирующая электронная микроскопия иммунозолотомеченых клеток с использованием тонкого плазменного покрытия осмием». Журнал микроскопии . 208 (3): 153–157. doi :10.1046/j.1365-2818.2002.01082.x. PMID  12460446. S2CID  42452027.
  15. ^ abc Goldstein, GI; Newbury, DE; Echlin, P.; Joy, DC; Fiori, C.; Lifshin, E. (1981). Сканирующая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ . Нью-Йорк: Plenum Press. ISBN 978-0-306-40768-0.
  16. ^ Селигман, Арнольд М.; Вассеркруг, Ханна Л.; Ханкер, Якоб С. (1966). «Новый метод окрашивания для усиления контраста содержащих липиды мембран и капель в фиксированной тетроксидом осмия ткани с помощью осмиофильного тиокарбогидразида (TCH)». Журнал клеточной биологии . 30 (2): 424–432. doi :10.1083/jcb.30.2.424. PMC 2106998. PMID  4165523. 
  17. ^ Малик, Линда Э.; Уилсон, Ричард Б.; Стетсон, Дэвид (1975). «Модифицированная процедура тиокарбогидразида для сканирующей электронной микроскопии: рутинное использование для нормальных, патологических или экспериментальных тканей». Биотехника и гистохимия . 50 (4): 265–269. doi :10.3109/10520297509117069. PMID  1103373.
  18. ^ Конрад, Сайлер; Джонс, Эмили Лена; Ньюсом, Сет Д.; Шварц, Дуглас В. (2016). «Изотопы костей, яичная скорлупа и разведение индеек в Арройо-Хондо-Пуэбло». Журнал археологической науки: Отчеты . 10 : 566–574. Bibcode : 2016JArSR..10..566C. doi : 10.1016/j.jasrep.2016.06.016.
  19. ^ abc Jeffree, CE; Read, ND (1991). «Сканирующая электронная микроскопия при комнатной и низкой температуре». В Hall, JL; Hawes, CR (ред.). Электронная микроскопия растительных клеток . Лондон: Academic Press. стр. 313–413. ISBN 978-0-12-318880-9.
  20. ^ Карновский, М. Дж. (1965). «Формальдегид-глютаральдегидный фиксатор высокой осмоляльности для использования в электронной микроскопии» (PDF) . Журнал клеточной биологии . 27 (2): 1A–149A. JSTOR  1604673.
  21. ^ Кирнан, JA (2000). «Формальдегид, формалин, параформальдегид и глутаральдегид: что они такое и что они делают». Микроскопия сегодня . 2000 (1): 8–12. doi : 10.1017/S1551929500057060 . S2CID  100881495.
  22. ^ Рассел, SD; Даглиан, CP (1985). «Наблюдения с помощью сканирующего электронного микроскопа на деэмбедированных срезах биологических тканей: сравнение различных фиксаторов и материалов для заливки». Журнал электронной микроскопии . 2 (5): 489–495. doi :10.1002/jemt.1060020511.
  23. ^ Чандлер, Дуглас Э.; Роберсон, Роберт В. (2009). Биовизуализация: современные концепции в световой и электронной микроскопии . Садбери, Массачусетс: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 9780763738747.
  24. ^ Фолкнер, Кристин и др. (2008). «Заглядывание в ямочные поля: модель множественного двойникования образования вторичных плазмодесм в табаке». Plant Cell . 20 (6): 1504–18. doi :10.1105/tpc.107.056903. PMC 2483367. PMID 18667640  . 
  25. ^ Wergin, WP; Erbe, EF (1994). "Снежные кристаллы: захват снежинок для наблюдения с помощью низкотемпературного сканирующего электронного микроскопа". Сканирование . 16 (Suppl. IV): IV88. Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 г. Получено 15 декабря 2012 г.
  26. ^ Barnes, PRF; Mulvaney, R.; Wolff, EW; Robinson, KA (2002). «Методика исследования полярного льда с использованием сканирующего электронного микроскопа». Журнал микроскопии . 205 (2): 118–124. doi :10.1046/j.0022-2720.2001.00981.x. PMID  11879426. S2CID  35513404.
  27. ^ Hindmarsh, JP; Russell, AB; Chen, XD (2007). «Основы распылительного замораживания пищевых продуктов — микроструктура замороженных капель». Журнал пищевой инженерии . 78 (1): 136–150. doi :10.1016/j.jfoodeng.2005.09.011.
  28. ^ «Сканирующий электронный микроскоп сверхвысокого разрешения SU9000».
  29. ^ Эверхарт, TE; Торнли, RFM (1960). "Широкополосный детектор для микро-микроамперных низкоэнергетических электронных токов" (PDF) . Журнал научных приборов . 37 (7): 246–248. Bibcode :1960JScI...37..246E. doi :10.1088/0950-7671/37/7/307.
  30. ^ Hitachi запускает FE-SEM с самым высоким в мире разрешением. Nanotech Now . 31 мая 2011 г.
  31. ^ Такаку, Ясухару; Сузуки, Хироси; Охта, Исао; Цуцуи, Таками; Мацумото, Харуко; Шимомура, Масацугу; Харияма, Такахико (7 марта 2015 г.). «Поверхностный щит „Нанокостюма“ успешно защищает организмы в высоком вакууме: наблюдения за живыми организмами в FE-SEM». Труды Королевского общества Лондона B: Биологические науки . 282 (1802): 20142857. doi :10.1098/rspb.2014.2857. ISSN  0962-8452. PMC 4344158. PMID 25631998  . 
  32. ^ Данилатос, ГД (1988). "Основы сканирующей электронной микроскопии окружающей среды". Advances in Electronics and Electron Physics Volume 71. Vol. 71. pp. 109–250. doi :10.1016/S0065-2539(08)60902-6. ISBN 9780120146710.
  33. ^ Патент США 4823006, Данилатос, Герасимос Д. и Льюис, Джордж К., «Интегрированная система обнаружения сигнала электронной оптики/дифференциальной накачки/визуализации для сканирующего электронного микроскопа окружающей среды», выдан 18 апреля 1989 г. 
  34. ^ Данилатос, ГД (1990). Теория газоанализатора в ESEM . Достижения в электронике и электронной физике. Т. 78. С. 1–102. doi :10.1016/S0065-2539(08)60388-1. ISBN 9780120146789.
  35. ^ Патент США 4785182, Манкузо, Джеймс Ф.; Максвелл, Уильям Б. и Данилатос, Герасимос Д., «Вторичный электронный детектор для использования в газовой атмосфере», выдан 15 ноября 1988 г. 
  36. ^ История электронной микроскопии 1990-х годов Архивировано 4 марта 2007 г. на archive.today . sfc.fr
  37. ^ de Jonge, N.; Ross, FM (2011). «Электронная микроскопия образцов в жидкости». Nature Nanotechnology . 6 (8): 695–704. Bibcode : 2003NatMa...2..532W. doi : 10.1038/nmat944. PMID  12872162. S2CID  21379512.
  38. ^ Кляйн, Тобиас; Бур, Эгберт; Фрейз, Карл Г. (2012). TSEM: Обзор сканирующей электронной микроскопии в режиме пропускания и ее применения . Достижения в области визуализации и электронной физики. Т. 171. С. 297–356. doi :10.1016/B978-0-12-394297-5.00006-4. ISBN 9780123942975.
  39. ^ "Применение настольного сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) Phenom в криминалистике". AZoNano.com . 21 февраля 2014 г. Получено 11 мая 2023 г.
  40. ^ ab Шривастава, Прия; Джейн, ВК; Нагпал, Суман (1 июня 2021 г.). «Технологии обнаружения остатков огнестрельного оружия — обзор». Египетский журнал судебной экспертизы . 11 (1): 11. doi : 10.1186/s41935-021-00223-9 . ISSN  2090-5939.
  41. ^ Берджесс, Джереми (1987). Под микроскопом: раскрытый скрытый мир. Архив CUP. стр. 11. ISBN 978-0521399401.
  42. ^ «Показывая ваши истинные цвета, 3D и цвет в электронной микроскопии в журнале Lab News».
  43. ^ abcde Миньо, Кристоф (2018). «Цвет (и 3D) для сканирующей электронной микроскопии». Микроскопия сегодня . 26 (3): 12–17. doi : 10.1017/S1551929518000482 .
  44. ^ "Введение в электронную микроскопию" (PDF) . FEI Company. стр. 15 . Получено 12 декабря 2012 г. .
  45. ^ "В следующий понедельник Digital Surf запустит революционную технологию раскрашивания изображений SEM". AZO Materials. 22 января 2016 г. Получено 23 января 2016 г.
  46. ^ Антоновский, А. (1984). «Применение цвета к изображениям SEM для повышения четкости». Micron and Microscopica Acta . 15 (2): 77–84. doi :10.1016/0739-6260(84)90005-4.
  47. ^ Данилатос, ГД (1986). «Цветные микрофотографии сигналов обратно рассеянных электронов в СЭМ». Сканирование . 9 (3): 8–18. doi :10.1111/j.1365-2818.1986.tb04287.x. S2CID  96315383.
  48. ^ Данилатос, ГД (1986). «Экологическая сканирующая электронная микроскопия в цвете». Журнал микроскопии . 142 : 317–325. doi : 10.1002/sca.4950080104 .
  49. ^ Bertazzo, S.; Gentleman, E.; Cloyd, KL; Chester, AH; Yacoub, MH; Stevens, MM (2013). «Наноаналитическая электронная микроскопия раскрывает фундаментальные знания о кальцификации сердечно-сосудистой ткани человека». Nature Materials . 12 (6): 576–583. Bibcode :2013NatMa..12..576B. doi :10.1038/nmat3627. hdl :10044/1/21901. PMC 5833942 . PMID  23603848. 
  50. ^ Бертаццо, Серджио; Мейдмент, Сусанна CR; Каллепитис, Хараламбос; Фирн, Сара; Стивенс, Молли М.; Се, Хай-нань (9 июня 2015 г.). «Волокна и клеточные структуры, сохранившиеся в образцах динозавров возрастом 75 миллионов лет». Nature Communications . 6 : 7352. Bibcode :2015NatCo...6.7352B. doi :10.1038/ncomms8352. PMC 4468865 . PMID  26056764. 
  51. ^ Реконструкция стерео SEM с использованием MountainsMap SEM версии 7.4 на процессоре i7 2600 с тактовой частотой 3,4 ГГц
  52. ^ Баттерфилд, Николас; Роу, Пенни М.; Стюарт, Эмили; Розель, Дэвид; Нешиба, Стивен (16 марта 2017 г.). «Количественная трехмерная шероховатость льда с помощью сканирующей электронной микроскопии». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 122 (5): 3023–3025. Bibcode : 2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  53. ^ Баттерфилд, Николас; Роу, Пенни М.; Стюарт, Эмили; Розель, Дэвид; Нешиба, Стивен (16 марта 2017 г.). «Количественная трехмерная шероховатость льда с помощью сканирующей электронной микроскопии». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 122 (5): 3025–3041. Bibcode : 2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  54. ^ Багаи Рад, Лейли (2007). Вычислительная сканирующая электронная микроскопия . Международная конференция по передовым рубежам характеризации и метрологии. Т. 931. С. 512. Bibcode : 2007AIPC..931..512R. doi : 10.1063/1.2799427 .
  55. ^ Багаи Рад, Лейли; Даунс, Ян; Йе, Джун; Адлер, Дэвид; Пиз, Р. Фабиан В. (2007). «Экономичные приближенные модели для обратнорассеянных электронов». Журнал вакуумной науки и технологии . 25 (6): 2425. Bibcode : 2007JVSTB..25.2425B. doi : 10.1116/1.2794068.
  56. ^ Tahmasebi, Pejman; Javadpour, Farzam; Sahimi, Muhammad (2015). «Многомасштабное и многоразрешающее моделирование сланцев и их потоков и морфологических свойств». Scientific Reports . 5 : 16373. Bibcode :2015NatSR...516373T. doi :10.1038/srep16373. PMC 4642334 . PMID  26560178. 
  57. ^ Tahmasebi, Pejman; Javadpour, Farzam; Sahimi, Muhammad (2015). "Трехмерная стохастическая характеристика изображений сланцевого сланца SEM". Транспорт в пористых средах . 110 (3): 521–531. Bibcode :2015TPMed.110..521T. doi :10.1007/s11242-015-0570-1. S2CID  20274015.
  58. ^ Tahmasebi, Pejman; Sahimi, Muhammad (2012). «Реконструкция трехмерных пористых сред с использованием одного тонкого сечения». Physical Review E. 85 ( 6): 066709. Bibcode : 2012PhRvE..85f6709T. doi : 10.1103/PhysRevE.85.066709. PMID  23005245. S2CID  24307267.
  59. ^ Murphy, GE; Lowekamp, ​​BC; Zerfas, PM (август 2010 г.). «Ионно-абразионная сканирующая электронная микроскопия выявляет искаженную морфологию митохондрий печени при метилмалоновой ацидемии у мышей». Журнал структурной биологии . 171 (2): 125–32. doi :10.1016/j.jsb.2010.04.005. PMC 2885563. PMID  20399866 . 
  60. ^ "Мультимедийная галерея - 3-мерная визуализация клеток млекопитающих с помощью ионно-абразивного СЭМ | NSF - Национальный научный фонд". www.nsf.gov .
  61. ^ Баттерфилд, Николас; Роу, Пенни М.; Стюарт, Эмили; Розель, Дэвид; Нешиба, Стивен (16 марта 2017 г.). «Количественная трехмерная шероховатость льда с помощью сканирующей электронной микроскопии». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 122 (5): 3023–3041. Bibcode : 2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  62. ^ Hermans, Joen; Osmond, Gillian; Loon, Annelies van; Iedema, Piet; Chapman, Robyn; Drennan, John; Jack, Kevin; Rasch, Ronald; Morgan, Garry; Zhang, Zhi; Monteiro, Michael (июнь 2018 г.). «Электронная микроскопия изображений зародышеобразования цинковых мыл в масляной краске». Микроскопия и микроанализ . 24 (3): 318–322. Bibcode : 2018MiMic..24..318H. doi : 10.1017/S1431927618000387. ISSN  1431-9276. PMID  29860951. S2CID  44166918.

Внешние ссылки

Библиотечные ресурсы о
сканирующей электронной микроскопии
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках
В Wikibooks есть книга по теме: Нанотехнологии
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Сканирующий электронный микроскоп» .
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Сканирующие электронные микроскопические изображения» .
Общий
История
Изображения