میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning Electron Microscope - SEM) یکی از انواع بسیار معروف میکروسکوپ‌های الکترونی است که امروزه کاربردهای بسیاری در فناوری نانو پیدا کرده است  و از جمله آنالیز های میکروسکوپی است که علاوه بر تهیه تصاویر بزرگنمایی شده، در صورتی‌که به تجهیزات اضافی مجهز شود می‌تواند برای آنالیز شیمیایی، بررسی ترکیب، خصوصیات سطح و ریزساختار داخلی در ابعاد میکرونی و نانومتری به‌کار گرفته شود. برای کار با این میکروسکوپ به محیط خلأ نیاز است. از همین رو استفاده از اتمسفر داخل ستون پس از قرار دادن نمونه در محفظه نگه دارنده لازم است. هنگامی که خلا مورد نیاز ایجاد شد پرتو الکترونی تولید و توسط لنزهای ‌الکترومغناطیسی باریک روی نمونه متمرکز می‌شوند. پرتوی الکترونی که روی سطح نمونه روبش می‌شود اطلاعات و توپوگرفی از نمونه در مقیاس مختلف می دهد. در نتیجه برخورد پرتوی الکترونی با نمونه، سیگنال‌های مناسب تولید می‌شوند که توسط آشکارسازها دریافت و در نهایت به تصویر یا دیگر اطلاعات موردنظر تبدیل می‌شوند. اجزای اصلی SEM شامل تنفنگ الکترونی، آشکار ساز، سیستم روبش، سیستم خلا، نمایشگر و لنز های لکترومغناطیسی است.

 

کاربرد SEM در پلیمر ها

بررسی ترک ها و تخریب، کیفیت پراکندگی نانو ذرات در کامپوزیت ، برسی الیاف و ضخامت آن.

SEM از روش‌های پرکاربرد میکروسکوپی محسوب می‌شود. همانند دیگر میکروسکوپ های الکترونی، به دلیل استفاده از پرتوی الکترونی در SEM، حد تفکیک بسیار بالایی از نمونه‌های جامد قابل دستیابی است و قابلیت عکس‌برداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰,۰۰۰ برابر با قدرت تفکیک از کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) را دارد.

کاربرد میکروسکوپ

قابل استفاده در طیف وسیعی از مواد از جمله فلزات، آلیاژها، مواد مغناطیسی، ابررساناها، نیمه‌رساناها، سرامیک‌ها، کامپوزیت‌ها، دوفلزی‌ها، پودرها، بلورهای یونی، پلیمرها، عایق‌ها، لاستیک‌ها و پلاستیک‌ها.

علاوه بر این این نوع میکروسکوپ کاربرد وسیعی در علم نانو از جمله اندازه‌گیری سایز نانوذرات و بررسی مورفولوژی آنها، بررسی مورفولوژی نانوکامپوزیت‌ها، نانولوله‌ها، بررسی تغییرات ساختاری نانومواد در عملیات مختلف، نانوالیاف، بررسی سطح پوشش‌های نانوساختار، نانوساختارهای دارویی و نمونه‌های بیولوژیک دارد.

انجام تست آنالیز شکست (فراکتوگرافی)وتحلیل علل شکست قطعات

انجام آنالیز EDXبه صورت کیفی

انجام X_RAY MAPPING(توزیع عناصر آلیاژی در مقطع نمونه ها)

از مزایای میکروسکوپ الکترونی SEM می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• بررسی تمامی انواع نمونه‌های رسانا و غیر رسانا؛
• عدم نیاز به نمونه‌های شفاف؛
• امکان تصویربرداری سه بعدی
• تسریع عملیات
• مقدار نمونه کم جهت آماده سازی

منابع

۱-Mohammed, Azad, and Avin Abdullah. "Scanning electron microscopy (SEM): A review." In Proceedings of the ۲۰۱۸ International Conference on Hydraulics and Pneumatics—HERVEX, Băile Govora, Romania, vol. ۲۰۱۸, pp. ۷-۹. ۲۰۱۸.

۲-Zhou, Weilie, Robert Apkarian, Zhong Lin Wang, and David Joy. "Fundamentals of scanning electron microscopy (SEM)." Scanning Microscopy for Nanotechnology: Techniques and Applications (۲۰۰۷): ۱-۴۰.