¿Cuál es el principio de SEM?

La microscopía electrónica de barrido (SEM) se basa en el principio de utilizar un haz enfocado de electrones de alta energía para sondear la superficie de una muestra y producir una imagen detallada de alta resolución.

Fuente de electrones: SEM funciona mediante el uso de una fuente de electrones, generalmente un filamento de tungsteno calentado o una pistola de emisión de campo, para producir un haz de electrones.

Generación de haz de electrones: la fuente de electrones emite electrones, que son acelerados a altas energías por un campo eléctrico. Los electrones se enfocan en un haz estrecho mediante lentes electromagnéticas.

Interacción con la muestra: el haz de electrones primario se dirige hacia la superficie de la muestra. Cuando el haz interactúa con la muestra, se producen varios tipos de interacciones, incluida la dispersión, la absorción y la emisión de electrones secundarios.

Dispersión: los electrones primarios pueden sufrir una dispersión elástica o inelástica mientras interactúan con los átomos de la muestra. La dispersión elástica produce un cambio en la dirección del haz de electrones, mientras que la dispersión inelástica provoca una pérdida de energía debido a las interacciones con los átomos de la muestra.

Emisión de electrones secundarios: algunos de los electrones primarios eliminan los electrones secundarios de la superficie de la muestra mediante dispersión inelástica. Estos electrones secundarios transportan información sobre la topografía y composición de la muestra.

Detección de señales: Los electrones secundarios emitidos, junto con otras señales como electrones retrodispersados ​​y emisiones características de rayos X, se detectan mediante varios detectores. Algunos detectores comunes en SEM son el detector Everhart-Thornley de electrones secundarios y los detectores de electrones retrodispersados ​​o rayos X generados por la muestra.

Formación de imágenes: las señales detectadas se amplifican y procesan para formar una imagen. La intensidad de la señal generalmente se convierte en una representación en escala de grises o en colores falsos, lo que permite la visualización de características y detalles de la superficie.

Escaneo: para generar una imagen completa, el haz de electrones se escanea sistemáticamente a través de la superficie de la muestra en un patrón rasterizado. Se registra la intensidad de las señales detectadas en cada punto, permitiendo la construcción de una imagen de alta resolución.

Visualización y análisis de imágenes: la imagen reconstruida final se muestra en un monitor o se graba para su posterior análisis. Las imágenes SEM se pueden utilizar para examinar la microestructura, la morfología, la composición elemental y las características de la superficie de una amplia gama de materiales.

En resumen, la microscopía electrónica de barrido utiliza la interacción de un haz de electrones enfocado de alta energía con una muestra para generar imágenes detalladas. Al analizar las señales emitidas por la muestra, SEM proporciona información valiosa sobre la topografía, morfología y composición de la superficie de la muestra en alta resolución. Se utiliza ampliamente en una variedad de aplicaciones científicas e industriales para investigación, control de calidad y caracterización de materiales.

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