SEMbeeldvorming

SEMbeeldvorming is een beeldvormingstechniek waarbij de oppervlakte van een monstervoorwerp wordt onderzocht door een scherp geconcentreerde elektronenbundel over het oppervlak te scannen. De elektronenbundel wordt versneld met een spanning die meestal enkele kilovolt tot tientallen kilovolt bedraagt, afhankelijk van het type toestel en de gewenste beeldkwaliteiten. Door interacties tussen de bundel en het oppervlak ontstaan verschillende signalen die met detectors kunnen worden opgevangen.

De belangrijkste signalen zijn secundaire elektronen (SE) en backscatter-elektronen (BSE). SE leveren meestal hoge-contrastbeelden met uitstekende topografische details, terwijl BSE contrastrijk zijn met aantoonbare compositiecontrast: zwaardere elementen geven doorgaans een helderder beeld. Daarnaast kunnen röntgentalen (EDS/EDX) worden gemeten voor elementaire analyse. De beelden worden gevormd door de geregistreerde signalen te koppelen aan een rasterpatroon van de bundel over het monster, waardoor vergrotingen van enkele tientallen tot vele duizenden keren mogelijk zijn en een aanzienlijke scherptediepte ontstaat.

Voorbereiding van monsters is vaak noodzakelijk. Het oppervlak moet doorgaans geleidend zijn; bij niet-geleide monsters wordt een dunne geleidende coating aangebracht (bijv. goud, carbon) of wordt een lage-veld- of cryo- SEM gebruikt voor gevoelige monsters. SEM-toepassingen zijn breed: materialenwetenschap, metallurgie, halfgeleiders, polymeren, nanostructuren, geologie en forensische analyse. Voordelen zijn onder meer een hoge scherptediepte en een groot vergrotingsbereik. Beperkingen omvatten de vereiste vacuümomgeving, mogelijke beschadiging bij hoge energie, en beperkingen bij detectie van lichte elementen zonder aanvullende analyses.