skanningselektronmikroskopi

Skanningselektronmikroskopi (SEM) är en mikroskopiteknik som använder en fokuserad stråle av elektroner för att skanna ytan på ett prov. När strålen träffar ytan uppstår signaler som kan avbildas. De viktigaste är sekundära elektroner (SE), som ger topografisk information, och bakåtriktade elektroner (BSE), som ger kontrast kopplad till täthet och sammansättning. Strålen rör sig i ett raster och varje punkt motsvarar en bildpixel. Accelerationsspänningen är vanligtvis 1–30 kV och provet hålls i vakuum.

Utrustningen består av en elektronkälla, ett linsystem och detektorer. SE- och BSE-detektorer används för bildproduktion, och ofta finns en EDS/EDX-detektor för kemisk analys av provets sammansättning.

Provberedning: Icke-ledande eller torra prover kräver ofta en tunn metallbeläggning (t.ex. guld eller kol) för konduktivitet. Biologiska prover brukar fixeras, torkas och beläggas; miljö-SEM möjliggör studier av fuktiga prover under lågt vakuum.

Upplösningen i SEM ligger vanligtvis i nanometers storleksordning; SE-bilder ger ytdetaljer medan BSE-bilder kan framhäva skillnader i sammansättning. Djupfältskontrast är stor, vilket ger en tydlig tredimensionell uppfattning.

Användningsområden inkluderar materialvetenskap, elektronik, geologi, biologi och medicin, forensik samt industriell kvalitetskontroll. Begränsningar är behovet av konduktivt prov eller beläggning, risk för laddning och strålningsskador samt höga kostnader och krav på vakuum.

Historiskt utvecklades SEM under 1930- och 1940-talen; den första praktiska modellen byggdes av Manfred von Ardenne omkring 1937.