Microscopia elettronica a scansione (SEM)
Panoramica
Fonte: Laboratorio del Dr. Andrew J. Steckl — Università di Cincinnati
Un microscopio elettronico a scansione, o SEM, è un potente microscopio che utilizza gli elettroni per formare un'immagine. Consente l'imaging di campioni conduttivi a ingrandimenti che non possono essere raggiunti utilizzando microscopi tradizionali. I moderni microscopi otrici possono raggiungere un ingrandimento di ~ 1.000X, mentre il tipico SEM può raggiungere ingrandimenti di oltre 30.000X. Poiché il SEM non utilizza la luce per creare immagini, le immagini risultanti che forma sono in bianco e nero.
I campioni conduttivi vengono caricati sullo stadio campione del SEM. Una volta che la camera del campione raggiunge il vuoto, l'utente procederà ad allineare la pistola elettronica nel sistema alla posizione corretta. La pistola elettronica spara un fascio di elettroni ad alta energia, che viaggiano attraverso una combinazione di lenti e aperture e alla fine colpiscono il campione. Mentre la pistola elettronica continua a sparare elettroni in una posizione precisa sul campione, gli elettroni secondari rimbalzeranno dal campione. Questi elettroni secondari sono identificati dal rivelatore. Il segnale trovato dagli elettroni secondari viene amplificato e inviato al monitor, creando un'immagine 3D. Questo video dimostrerà la preparazione, il funzionamento e le capacità di imaging dei campioni SEM.
Procedura
1. Preparazione del campione
- Posizionare il campione sullo stub del campione. Se necessario, il nastro di carbonio può essere utilizzato per incollare adesivamente il campione al mozzicone.
- Posizionare il campione in un sistema di sputtering dorato. Utilizzando un mini-gold sputter, sputter gold per 30 s a ~ 70 mTorr di pressione. Potrebbe essere necessario uno spessore dello strato d'oro diverso a seconda della geometria del campione. Una superficie più ruvida o porosa richiede un tempo di sputtering
Risultati
Il SEM, visto nella Figura 2a, è stato utilizzato per effettuare misurazioni e acquisire foto campione. Il campione era costituito da sale di cloruro di sodio (NaCl). È stato posizionato sullo stub come si vede nella Figura 2b, poi alcuni nanometri d'oro sono stati sputtered su di esso per renderlo conduttivo. Il campione conduttivo è stato quindi inserito nell'area del campione SEM come si vede nella Figura 2c.
Le immagini SEM sono state o...
Applicazione e Riepilogo
Il SEM è uno strumento molto potente che è comune nella maggior parte degli istituti di ricerca a causa della sua capacità di immaginare qualsiasi oggetto che è conduttivo o è stato trattato con un rivestimento conduttivo. Il SEM è stato utilizzato per l'immagine di oggetti come dispositivi a semiconduttore,2 membrane biologiche,3 e insetti,4 tra gli altri. Abbiamo anche utilizzato il SEM per analizzare nanofibre e materiali a base di carta, biomateriali, strutture micropatterned. N...
Riferimenti
- Goldstein, J., Newbury, D., Joy, D., Lyman, C., Echlin, P., Lifshin, E., Sawyer, L., Michael, J. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis. 3rd Ed. Springer, New York, NY. (2003).
- Purandare, S., Gomez, E.F., Steckl, A.J. High brightness phosphorescent organic light emitting diodes on transparent and flexible cellulose films. Nanotechnology. 25, 094012 (2014).
- Masuda, Y., Yamanaka, N., Ishikawa, A., Kataoka, M., Aral, T., Wakamatsu, K., Kuwahara, N., Nagahama, K., Ichikawa, K., Shimizu, A. Glomerular basement membrane injuries in IgA nephropathy evaluated by double immunostaining for a5(IV) and a2(IV) chains of type IV collagen and low-vacuum scanning electron microscopy. Clinical and Experimental Nephrology. 1-9. (2014).
- Kang, J.H., Lee, Y.J., Oh, B.K., Lee, S.K. Hyun, B.R. Lee, B.W, Choi, Y.G., Nam, K.S., Lim, J.D. Microstructure of the water spider (Argyroneta aquatic) using the scanning electron microscope Journal of Asia-Pacific Biodiversity. 7 484-488 (2014).
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