المجهر الإلكتروني الماسح

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 48 صور
الموسوعة الحرة

تُظهر صورة حبوب اللقاح الملتقطة بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح عمق المجال المميز للصور المجهرية المجهرية الماسحة
أول مجهر إلكتروني للسيد فون أردين
المجهر الإلكتروني الماسح مع حجرة العينة المفتوحة
المجهر الإلكتروني الماسح من النوع التناظري

المجهر الإلكتروني الماسح ( SEM ) هو نوع من المجاهر الإلكترونية التي تنتج صورًا لعينة عن طريق مسح السطح بحزمة مركزة من الإلكترونات . تتفاعل الإلكترونات مع الذرات الموجودة في العينة، مما ينتج عنه إشارات مختلفة تحتوي على معلومات حول تضاريس السطح وتكوين العينة. يتم مسح شعاع الإلكترون في نمط مسح نقطي ، ويتم دمج موضع الشعاع مع شدة الإشارة المكتشفة لإنتاج صورة. في وضع SEM الأكثر شيوعًا، يتم الكشف عن الإلكترونات الثانوية المنبعثة من الذرات المثارة بواسطة شعاع الإلكترون باستخدام كاشف إلكترون ثانوي ( كاشف Everhart-Thornley ). يعتمد عدد الإلكترونات الثانوية التي يمكن اكتشافها، وبالتالي شدة الإشارة، من بين أمور أخرى، على تضاريس العينة. يمكن لبعض مجاهر SEM تحقيق دقة أفضل من 1 نانومتر.

يتم ملاحظة العينات في فراغ عالي في مجهر مسح إلكتروني تقليدي، أو في فراغ منخفض أو ظروف رطبة في مجهر مسح إلكتروني متغير الضغط أو البيئي، وفي نطاق واسع من درجات الحرارة المنخفضة أو المرتفعة باستخدام أدوات متخصصة. [1]

تاريخ

قدم ماكمولان وصفًا للتاريخ المبكر للمجهر الإلكتروني الماسح. [2] [3] على الرغم من أن ماكس نول أنتج صورة بعرض مجال جسم 50 مم تُظهر تباينًا توجيهيًا باستخدام ماسح شعاع الإلكترون، [4] كان مانفريد فون أردين هو من اخترع في عام 1937 [5] مجهرًا عالي الدقة عن طريق مسح شبكة صغيرة جدًا باستخدام شعاع إلكترون غير مكبر ومركّز بدقة. في نفس العام، أكمل سيسيل إي هول أيضًا بناء أول مجهر انبعاثي في ​​أمريكا الشمالية، بعد عامين فقط من تكليفه من قبل مشرفه، إي إف بيرتون في جامعة تورنتو. [6] طبق أردين مسح شعاع الإلكترون في محاولة لتجاوز دقة المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، وكذلك للتخفيف من المشاكل الجوهرية المتعلقة بالتشوه اللوني المتأصل في التصوير الحقيقي في المجهر الإلكتروني النافذ. كما ناقش أوضاع الكشف المختلفة وإمكانيات ونظرية المجهر الإلكتروني الماسح، [7] جنبًا إلى جنب مع بناء أول مجهر إلكتروني الماسح عالي الدقة . [8] تم الإبلاغ عن المزيد من العمل من قبل مجموعة زوريكين ، [9] تلتها مجموعات كامبريدج في الخمسينيات وأوائل الستينيات [10] [11] [12] [13] برئاسة تشارلز أوتلي ، والتي أدت جميعها في النهاية إلى تسويق أول أداة تجارية من قبل شركة كامبريدج للأجهزة العلمية باسم "Stereoscan" في عام 1965، والتي تم تسليمها إلى شركة دوبونت .

المبادئ والقدرات

مصدر إلكترون باعث لشوتكي
حجم التفاعل بين الإلكترون والمادة وأنواع الإشارة الناتجة

تنتج الإشارات التي يستخدمها المجهر الإلكتروني الماسح لإنتاج صورة من تفاعلات حزمة الإلكترونات مع الذرات على أعماق مختلفة داخل العينة. يتم إنتاج أنواع مختلفة من الإشارات بما في ذلك الإلكترونات الثانوية (SE) والإلكترونات المنعكسة أو المتناثرة (BSE) والأشعة السينية المميزة والضوء ( الكاثودومينيسنس ) (CL) والتيار الممتص (تيار العينة) والإلكترونات المنقولة. تعد أجهزة الكشف عن الإلكترونات الثانوية معدات قياسية في جميع أجهزة المجهر الإلكتروني الماسح، ولكن من النادر أن تحتوي آلة واحدة على أجهزة كشف لجميع الإشارات المحتملة الأخرى. [ بحاجة لمصدر ]

تمتلك الإلكترونات الثانوية طاقات منخفضة للغاية في حدود 50 إلكترون فولت ، مما يحد من متوسط ​​مسارها الحر في المادة الصلبة. وبالتالي، لا يمكن للإلكترونات الثانوية الهروب إلا من أعلى بضعة نانومترات من سطح العينة. تميل الإشارة من الإلكترونات الثانوية إلى أن تكون موضعية للغاية عند نقطة اصطدام شعاع الإلكترون الأولي، مما يجعل من الممكن جمع صور لسطح العينة بدقة أقل من 1 نانومتر . الإلكترونات المتناثرة للخلف (BSE) هي إلكترونات شعاعية تنعكس من العينة عن طريق التشتت المرن . نظرًا لأن طاقتها أعلى بكثير من الإلكترونات المتناثرة للخلف، فإنها تخرج من مواقع أعمق داخل العينة، وبالتالي، تكون دقة صور الإلكترونات المتناثرة للخلف أقل من صور الإلكترونات المتناثرة للخلف. ومع ذلك، غالبًا ما تُستخدم الإلكترونات المتناثرة للخلف في المجهر الإلكتروني الماسح التحليلي، جنبًا إلى جنب مع الأطياف المصنوعة من الأشعة السينية المميزة، لأن شدة إشارة الإلكترونات المتناثرة للخلف ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالرقم الذري (Z) للعينة. يمكن أن توفر صور الإلكترونات المتناثرة للخلف معلومات حول توزيع العناصر المختلفة في العينة، ولكن ليس هويتها. في العينات المكونة بشكل أساسي من عناصر خفيفة، مثل العينات البيولوجية، يمكن لتصوير BSE تصوير علامات مناعية ذهبية غروانية بقطر 5 أو 10 نانومتر، والتي قد يكون من الصعب أو المستحيل اكتشافها في صور الإلكترون الثانوية. [14] تنبعث الأشعة السينية المميزة عندما تزيل شعاع الإلكترون إلكترون غلاف داخلي من العينة، مما يتسبب في ملء إلكترون عالي الطاقة للغلاف وإطلاق الطاقة. يمكن قياس طاقة أو طول موجة هذه الأشعة السينية المميزة بواسطة مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة أو مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطول الموجي واستخدامها لتحديد وقياس وفرة العناصر في العينة ورسم خريطة توزيعها.

بسبب شعاع الإلكترون الضيق للغاية، تتمتع مجهر المسح الإلكتروني بعمق مجال كبير مما ينتج عنه مظهر ثلاثي الأبعاد مميز مفيد لفهم البنية السطحية للعينة. [15] يتضح هذا من خلال مجهر حبوب اللقاح الموضح أعلاه. من الممكن استخدام مجموعة واسعة من التكبيرات، من حوالي 10 مرات (ما يعادل تقريبًا تكبير عدسة يدوية قوية) إلى أكثر من 500000 مرة، أي حوالي 250 مرة من حد تكبير أفضل المجاهر الضوئية .

إعداد العينة

عنكبوت مطلي بالذهب، تم إعداده للعرض باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح
صورة مجهرية ذات جهد منخفض (300 فولت) لتوزيع قطرات المادة اللاصقة على ورقة ملاحظات . لم يتم وضع طبقة موصلة: مثل هذه الطبقة من شأنها أن تغير هذه العينة الهشة.

يجب أن تكون عينات المجهر الإلكتروني الماسح صغيرة بما يكفي لتناسب منصة العينة، وقد تحتاج إلى تحضير خاص لزيادة توصيلها الكهربائي وتثبيتها، بحيث يمكنها تحمل ظروف الفراغ العالي وحزمة الطاقة العالية من الإلكترونات. يتم تثبيت العينات بشكل عام بشكل صارم على حامل العينة أو الجزء الخلفي باستخدام مادة لاصقة موصلة. يستخدم المجهر الإلكتروني الماسح على نطاق واسع لتحليل عيوب رقائق أشباه الموصلات ، ويصنع المصنعون أدوات يمكنها فحص أي جزء من رقاقة أشباه الموصلات مقاس 300 مم. تحتوي العديد من الأدوات على حجرات يمكنها إمالة جسم بهذا الحجم إلى 45 درجة وتوفير دوران مستمر 360 درجة. [ بحاجة لمصدر ]

تتجمع الشحنات على العينات غير الموصلة عند مسحها بواسطة شعاع الإلكترون، وخاصة في وضع التصوير الإلكتروني الثانوي، مما يتسبب في حدوث أخطاء في المسح وتشوهات أخرى في الصورة. بالنسبة للتصوير التقليدي في المجهر الإلكتروني الماسح، يجب أن تكون العينات موصلة للكهرباء ، على الأقل على السطح، ومؤرضة كهربائيًا لمنع تراكم الشحنة الكهروستاتيكية . تتطلب الأجسام المعدنية القليل من التحضير الخاص للمجهر الإلكتروني الماسح باستثناء التنظيف والتركيب الموصل على جزء العينة. عادةً ما يتم طلاء المواد غير الموصلة بطبقة رقيقة للغاية من مادة موصلة للكهرباء، يتم ترسيبها على العينة إما عن طريق طلاء الرش منخفض الفراغ أو الترسيب بدون كهرباء [بحاجة لمصدر] أو عن طريق التبخر عالي الفراغ. تشمل المواد الموصلة المستخدمة حاليًا لطلاء العينات الذهب وسبائك الذهب / البلاديوم والبلاتين والإيريديوم والتنغستن والكروم والأوزميوم [ 14 ] والجرافيت . قد يؤدي الطلاء بالمعادن الثقيلة إلى زيادة نسبة الإشارة / الضوضاء للعينات ذات العدد الذري المنخفض ( Z ) . ينشأ التحسن بسبب تعزيز انبعاث الإلكترون الثانوي للمواد ذات Z العالية. [ بحاجة لمصدر ]

البديل للطلاء لبعض العينات البيولوجية هو زيادة التوصيل الشامل للمادة عن طريق التشريب بالأوزميوم باستخدام متغيرات طريقة تلطيخ OTO (O- رباعي أكسيد الأوزميوم ، T- ثيوكربوهيدرازيد ، O- أوزميوم ). [16] [17]

يمكن تصوير العينات غير الموصلة بدون طلاء باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح البيئي (ESEM) أو وضع الجهد المنخفض لتشغيل المجهر الإلكتروني الماسح. في أجهزة المجهر الإلكتروني الماسح البيئي، توضع العينة في حجرة ذات ضغط مرتفع نسبيًا ويتم ضخ العمود البصري للإلكترون بشكل تفاضلي للحفاظ على الفراغ منخفضًا بشكل كافٍ [ بحاجة لتوضيح ] عند مدفع الإلكترون. تعمل المنطقة ذات الضغط العالي حول العينة في المجهر الإلكتروني الماسح البيئي على تحييد الشحنة وتوفير تضخيم لإشارة الإلكترون الثانوية. [ بحاجة لمصدر ] يتم إجراء المجهر الإلكتروني الماسح منخفض الجهد عادةً في جهاز مزود بمدافع انبعاث المجال (FEG) القادرة على إنتاج سطوع إلكتروني أولي عالي وحجم بقعة صغير حتى عند إمكانات تسارع منخفضة. لمنع شحن العينات غير الموصلة، يجب تعديل ظروف التشغيل بحيث يكون تيار الشعاع الوارد مساويًا لمجموع تيارات الإلكترون الثانوية والخارجة والمتناثرة للخلف، وهو الشرط الذي يتم تلبيته غالبًا عند جهد تسارع يتراوح بين 0.3 و4 كيلو فولت. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن استخدام التضمين في الراتنج مع مزيد من التلميع للحصول على لمسة نهائية تشبه المرآة لكل من العينات البيولوجية والمواد عند التصوير في الإلكترونات المتناثرة أو عند إجراء التحليل الكمي بالأشعة السينية.

لا تتطلب تقنيات التحضير الرئيسية في المجهر الإلكتروني الماسح البيئي الموضح أدناه، ولكن بعض العينات البيولوجية يمكن أن تستفيد من التثبيت.

العينات البيولوجية

تقليديًا، يلزم أن تكون عينة المجهر الإلكتروني الماسح جافة تمامًا، نظرًا لأن حجرة العينة تحت فراغ عالٍ. يمكن فحص المواد الصلبة والجافة مثل الخشب والعظام والريش والحشرات المجففة أو الأصداف (بما في ذلك قشور البيض [18] ) بقليل من المعالجة الإضافية، ولكن الخلايا والأنسجة الحية والكائنات الحية الكاملة ذات الجسم الرخو تتطلب تثبيتًا كيميائيًا للحفاظ على بنيتها واستقرارها.

يتم التثبيت عادةً عن طريق الحضانة في محلول مثبت كيميائي منظم ، مثل الغلوتارالدهيد ، وأحيانًا بالاشتراك مع الفورمالديهايد [19] [20] [21] ومثبتات أخرى، [22] ويتبع ذلك بشكل اختياري التثبيت اللاحق باستخدام رباعي أكسيد الأوزميوم. [19] ثم يتم تجفيف الأنسجة المثبتة. نظرًا لأن التجفيف بالهواء يسبب الانهيار والانكماش، فإن هذا يتحقق عادةً عن طريق استبدال الماء في الخلايا بمذيبات عضوية مثل الإيثانول أو الأسيتون ، واستبدال هذه المذيبات بدورها بسائل انتقالي مثل ثاني أكسيد الكربون السائل عن طريق تجفيف النقطة الحرجة . [23] تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون أخيرًا أثناء وجوده في حالة فوق حرجة، بحيث لا توجد واجهة غاز-سائل داخل العينة أثناء التجفيف.

يتم عادةً تثبيت العينة الجافة على قطعة عينة باستخدام مادة لاصقة مثل راتنج الإيبوكسي أو شريط لاصق مزدوج الجوانب موصل للكهرباء، ويتم طلائها بالذهب أو سبائك الذهب/البلاديوم قبل فحصها في المجهر. يمكن تقسيم العينات (باستخدام ميكروتوم ) إذا كان من المقرر الكشف عن معلومات حول البنية الدقيقة الداخلية للكائن الحي للتصوير.

إذا تم تجهيز المجهر الإلكتروني الماسح بمرحلة باردة للفحص بالتبريد، فيمكن استخدام التثبيت بالتبريد وإجراء مجهر مسح إلكتروني منخفض الحرارة على العينات المثبتة بالتبريد. [19] يمكن كسر العينات المثبتة بالتبريد بالتبريد تحت الفراغ في جهاز خاص للكشف عن البنية الداخلية، ثم طلائها بالرش ونقلها إلى مرحلة المجهر الإلكتروني الماسح بالتبريد وهي لا تزال مجمدة. [24] كما يمكن تطبيق المجهر الإلكتروني الماسح منخفض الحرارة (LT-SEM) على تصوير المواد الحساسة للحرارة مثل الثلج [25] [26] والدهون. [27]

التكسير بالتجميد أو التجميد والحفر أو التجميد والكسر هي طريقة تحضير مفيدة بشكل خاص لفحص الأغشية الدهنية والبروتينات المدمجة فيها من خلال "العرض المباشر". تكشف طريقة التحضير عن البروتينات المضمنة في الطبقة الدهنية الثنائية.

مواد

غالبًا ما تتطلب عملية التصوير الإلكتروني المتناثر الخلفي، وتحليل الأشعة السينية الكمية، ورسم الخرائط بالأشعة السينية للعينات طحن وتلميع الأسطح حتى تصبح فائقة النعومة. غالبًا ما تكون العينات التي تخضع لتحليل WDS أو EDS مطلية بالكربون. بشكل عام، لا يتم طلاء المعادن قبل التصوير في المجهر الإلكتروني الماسح لأنها موصلة وتوفر مسارها الخاص إلى الأرض. تعد دراسة الكسر دراسة الأسطح المكسورة التي يمكن إجراؤها على المجهر الضوئي أو، بشكل عام، على المجهر الإلكتروني الماسح. يتم قطع السطح المكسور إلى الحجم المناسب، وتنظيفه من أي بقايا عضوية، وتثبيته على حامل العينة لعرضه في المجهر الإلكتروني الماسح. يمكن قطع الدوائر المتكاملة باستخدام شعاع أيون مركّز (FIB) أو أداة طحن شعاع أيون أخرى لعرضها في المجهر الإلكتروني الماسح. في الحالة الأولى، يمكن دمج المجهر الإلكتروني الماسح في شعاع أيون مركّز، مما يتيح التصوير عالي الدقة لنتيجة العملية. يمكن أيضًا تلميع المعادن والعينات الجيولوجية والدوائر المتكاملة كيميائيًا لعرضها في المجهر الإلكتروني الماسح. تتطلب التصوير عالي التكبير للأغشية الرقيقة غير العضوية تقنيات طلاء خاصة عالية الدقة.

عملية المسح وتكوين الصورة

مخطط المجهر الإلكتروني الماسح

في المجهر الإلكتروني الماسح النموذجي، يتم إطلاق شعاع إلكتروني حراريًا من مسدس إلكتروني مزود بكاثود من خيوط التنغستن . يستخدم التنغستن عادةً في البنادق الإلكترونية الحرارية لأنه يتمتع بأعلى نقطة انصهار وأقل ضغط بخار بين جميع المعادن، مما يسمح بتسخينه كهربائيًا لانبعاث الإلكترونات، وبسبب تكلفته المنخفضة. تشمل الأنواع الأخرى من المواد الباعثة للإلكترون هيكسابوريد اللانثانوم ( LaB
6) الكاثودات، والتي يمكن استخدامها في المجهر الإلكتروني الماسح بخيوط التنغستن القياسية إذا تم ترقية نظام الفراغ، أو بنادق الانبعاث الميدانية (FEG)، والتي قد تكون من نوع الكاثود البارد باستخدام بواعث بلورة التنغستن المفردة أو نوع شوتكي بمساعدة حرارية ، والتي تستخدم بواعث بلورات التنغستن المفردة المطلية بأكسيد الزركونيوم .

يتم تركيز شعاع الإلكترون، الذي تتراوح طاقته عادة من 0.2 كيلو فولت إلى 40 كيلو فولت، بواسطة عدسة مكثفة واحدة أو اثنتين إلى بقعة يبلغ قطرها حوالي 0.4 نانومتر إلى 5 نانومتر. يمر الشعاع عبر أزواج من ملفات المسح أو أزواج من ألواح الانحراف في عمود الإلكترون، وعادة ما يكون ذلك في العدسة النهائية، والتي تعمل على انحراف الشعاع في المحورين x و y بحيث يتم المسح بطريقة المسح النقطي على مساحة مستطيلة من سطح العينة.

آليات انبعاث الإلكترونات الثانوية، والإلكترونات المرتدة، والأشعة السينية المميزة من ذرات العينة.

عندما يتفاعل شعاع الإلكترون الأساسي مع العينة، تفقد الإلكترونات الطاقة عن طريق التشتت العشوائي المتكرر والامتصاص داخل حجم على شكل دمعة من العينة يُعرف باسم حجم التفاعل ، والذي يمتد من أقل من 100 نانومتر إلى ما يقرب من 5 ميكرومتر في السطح. يعتمد حجم حجم التفاعل على طاقة هبوط الإلكترون والعدد الذري للعينة وكثافة العينة. يؤدي تبادل الطاقة بين شعاع الإلكترون والعينة إلى انعكاس الإلكترونات عالية الطاقة عن طريق التشتت المرن، وانبعاث الإلكترونات الثانوية عن طريق التشتت غير المرن ، وانبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي ، ويمكن اكتشاف كل منها بواسطة أجهزة كشف متخصصة. يمكن أيضًا اكتشاف تيار الشعاع الذي تمتصه العينة واستخدامه لإنشاء صور لتوزيع تيار العينة. تُستخدم مكبرات الصوت الإلكترونية من أنواع مختلفة لتضخيم الإشارات، والتي يتم عرضها كاختلافات في السطوع على شاشة الكمبيوتر (أو، بالنسبة للنماذج القديمة، على أنبوب أشعة الكاثود ). تتم مزامنة كل بكسل من ذاكرة الفيديو بالكمبيوتر مع موضع الشعاع على العينة في المجهر، وبالتالي تكون الصورة الناتجة عبارة عن خريطة توزيع لشدة الإشارة المنبعثة من المنطقة الممسوحة ضوئيًا من العينة. كانت المجاهر القديمة تلتقط الصور على الفيلم، لكن معظم الأجهزة الحديثة تجمع الصور الرقمية .

سلسلة تكبير المجهر الإلكتروني الماسح في درجات حرارة منخفضة لبلورة ثلجية . يتم التقاط البلورات وتخزينها وتغليفها بالبلاتين في درجات حرارة منخفضة للغاية للتصوير.

التكبير

يمكن التحكم في التكبير في المجهر الإلكتروني الماسح على مدى حوالي 6 أوامر من حيث المقدار من حوالي 10 إلى 3000000 مرة. [28] على عكس المجاهر الإلكترونية الضوئية والنافذة، فإن تكبير الصورة في المجهر الإلكتروني الماسح ليس دالة على قوة العدسة الموضوعية . قد تحتوي المجاهر الإلكترونية الماسحة على عدسات مكثفة وموضوعية، ولكن وظيفتها هي تركيز الشعاع على بقعة، وليس تصوير العينة. بشرط أن تتمكن مسدس الإلكترون من توليد شعاع بقطر صغير بدرجة كافية، يمكن للمجهر الإلكتروني الماسح من حيث المبدأ أن يعمل بالكامل بدون عدسات مكثفة أو موضوعية. ومع ذلك، قد لا يكون متعدد الاستخدامات للغاية أو يحقق دقة عالية جدًا. في المجهر الإلكتروني الماسح، كما هو الحال في مجهر مسبار المسح ، ينتج التكبير من نسبة النقطية على جهاز العرض وأبعاد النقطية على العينة. بافتراض أن شاشة العرض لها حجم ثابت، فإن التكبير الأعلى ينتج عن تقليل حجم النقطية على العينة، والعكس صحيح. لذلك يتم التحكم في التكبير عن طريق التيار المزود لملفات المسح x وy، أو الجهد المزود للوحات عاكس x وy، وليس عن طريق قوة العدسة الموضوعية.

الكشف عن الالكترونات الثانوية

يجمع وضع التصوير الأكثر شيوعًا الإلكترونات الثانوية منخفضة الطاقة (<50 إلكترون فولت) التي يتم إخراجها من نطاقات التوصيل أو التكافؤ لذرات العينة عن طريق تفاعلات التشتت غير المرنة مع إلكترونات الشعاع. ونظرًا لطاقتها المنخفضة، تنشأ هذه الإلكترونات من داخل بضعة نانومترات أسفل سطح العينة. [15] يتم الكشف عن الإلكترونات بواسطة كاشف إيفر هارت-ثورنلي ، [29] وهو نوع من أنظمة المجمع- المضئ - المضاعف الضوئي . يتم جمع الإلكترونات الثانوية أولاً عن طريق جذبها نحو شبكة متحيزة كهربائيًا عند حوالي +400 فولت، ثم يتم تسريعها بشكل أكبر نحو فوسفور أو مادة وميضية متحيزة إيجابيًا عند حوالي +2000 فولت. أصبحت الإلكترونات الثانوية المتسارعة الآن نشطة بدرجة كافية لتسبب المادة الوامضة في انبعاث ومضات من الضوء (التوهج الكاثودي)، والتي يتم توصيلها إلى مضاعف ضوئي خارج عمود المجهر الإلكتروني الماسح عبر أنبوب ضوئي ونافذة في جدار حجرة العينة. يتم عرض الإشارة الكهربائية المكبرة الصادرة عن مضاعف الضوء كتوزيع شدة ثنائي الأبعاد يمكن مشاهدته وتصويره على شاشة فيديو تناظرية ، أو إخضاعه للتحويل من التناظرية إلى الرقمية وعرضه وحفظه كصورة رقمية . تعتمد هذه العملية على شعاع أساسي ممسوح ضوئيًا. يعتمد سطوع الإشارة على عدد الإلكترونات الثانوية التي تصل إلى الكاشف . إذا دخل الشعاع العينة بشكل عمودي على السطح، فإن المنطقة النشطة تكون موحدة حول محور الشعاع ويهرب عدد معين من الإلكترونات من داخل العينة. ومع زيادة زاوية السقوط، يزداد حجم التفاعل وتقل مسافة "الهرب" لجانب واحد من الشعاع، مما يؤدي إلى انبعاث المزيد من الإلكترونات الثانوية من العينة. وبالتالي، تميل الأسطح والحواف شديدة الانحدار إلى أن تكون أكثر سطوعًا من الأسطح المستوية، مما يؤدي إلى صور ذات مظهر ثلاثي الأبعاد محدد جيدًا. باستخدام إشارة الإلكترونات الثانوية، يكون من الممكن الحصول على دقة صورة أقل من 0.5 نانومتر.

الكشف عن الإلكترونات المرتدة

مقارنة تقنيات المجهر الإلكتروني الماسح:
أعلى: تحليل الإلكترونات المتناثرة – التركيب
أسفل: تحليل الإلكترونات الثانوية – التضاريس

تتكون الإلكترونات المرتدة من الإلكترونات عالية الطاقة التي تنشأ في حزمة الإلكترونات، والتي تنعكس أو ترتدد خارج حجم تفاعل العينة عن طريق تفاعلات التشتت المرنة مع ذرات العينة. نظرًا لأن العناصر الثقيلة (العدد الذري العالي) تشتت الإلكترونات بشكل أقوى من العناصر الخفيفة (العدد الذري المنخفض)، وبالتالي تظهر أكثر سطوعًا في الصورة، تُستخدم الإلكترونات المرتدة للكشف عن التباين بين المناطق ذات التركيبات الكيميائية المختلفة. [15] كاشف إيفر هارت-ثورنلي، الذي يتم وضعه عادةً على جانب واحد من العينة، غير فعال للكشف عن الإلكترونات المرتدة لأن القليل من هذه الإلكترونات تنبعث في الزاوية الصلبة التي يحددها الكاشف، ولأن شبكة الكشف المتحيزة إيجابيًا لديها قدرة قليلة على جذب الإلكترونات المرتدة ذات الطاقة الأعلى. يتم وضع كواشف الإلكترونات المرتدة المخصصة فوق العينة في ترتيب من نوع "الدونات"، متحدة المركز مع حزمة الإلكترون، مما يزيد من زاوية التجميع الصلبة. عادةً ما تكون أجهزة الكشف عن BSE إما من النوع الوميضي أو من النوع شبه الموصل. عندما تُستخدم جميع أجزاء الكاشف لجمع الإلكترونات بشكل متماثل حول الشعاع، يتم إنتاج تباين في العدد الذري. ومع ذلك، يتم إنتاج تباين طبوغرافي قوي عن طريق جمع الإلكترونات المتناثرة من جانب واحد فوق العينة باستخدام كاشف BSE غير متماثل واتجاهي؛ يظهر التباين الناتج كإضاءة للتضاريس من ذلك الجانب. يمكن تصنيع أجهزة الكشف عن أشباه الموصلات في أجزاء شعاعية يمكن تبديلها أو إيقافها للتحكم في نوع التباين الناتج واتجاهه.

يمكن أيضًا استخدام الإلكترونات المرتدة لتكوين صورة حيود الإلكترونات المرتدة (EBSD) والتي يمكن استخدامها لتحديد التركيب البلوري للعينة.

تحليل حقن الشعاع لأشباه الموصلات

إن طبيعة مسبار المجهر الإلكتروني الماسح، المتمثل في الإلكترونات النشطة، تجعله مناسبًا بشكل فريد لفحص الخصائص البصرية والإلكترونية للمواد شبه الموصلة. حيث تقوم الإلكترونات عالية الطاقة من شعاع المجهر الإلكتروني الماسح بحقن حاملات الشحنة في أشباه الموصلات. وبالتالي، تفقد الإلكترونات في الشعاع طاقتها عن طريق دفع الإلكترونات من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل ، تاركة وراءها فجوات .

في مادة ذات فجوة نطاقية مباشرة ، يؤدي إعادة تركيب أزواج الإلكترونات والفجوات هذه إلى ظهور الكاثودومينيسسين؛ إذا كانت العينة تحتوي على مجال كهربائي داخلي، مثل الموجود عند وصلة pn ، فإن حقن شعاع المجهر الإلكتروني الماسح للناقلات سيؤدي إلى تدفق تيار مستحث بواسطة شعاع الإلكترون (EBIC). يشار إلى الكاثودومينيسسين وEBIC باسم تقنيات "حقن الشعاع"، وهما مجسات قوية جدًا للسلوك الكهروضوئي لأشباه الموصلات، وخاصة لدراسة السمات والعيوب على نطاق النانو.

الكاثودولومينيسسينس

تراكب الكاثودية الضوئية الملونة على صورة المجهر الإلكتروني الماسح لبلورة متعددة من InGaN . تمثل القنوات الزرقاء والخضراء الألوان الحقيقية، بينما تتوافق القناة الحمراء مع انبعاث الأشعة فوق البنفسجية.

الكاثودومينيسسينس ، انبعاث الضوء عندما تعود الذرات المثارة بواسطة الإلكترونات عالية الطاقة إلى حالتها الأساسية، يشبه الفلورسنت الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية ، وتظهر بعض المواد مثل كبريتيد الزنك وبعض الأصباغ الفلورية كلتا الظاهرتين. على مدى العقود الماضية، كان الكاثودومينيسسينس هو الأكثر شيوعًا في انبعاث الضوء من السطح الداخلي لأنبوب أشعة الكاثود في أجهزة التلفزيون وشاشات CRT للكمبيوتر. في المجهر الإلكتروني الماسح، تجمع أجهزة الكشف CL إما كل الضوء المنبعث من العينة أو يمكنها تحليل الأطوال الموجية المنبعثة من العينة وعرض طيف الانبعاث أو صورة لتوزيع الكاثودومينيسسينس المنبعث من العينة بالألوان الحقيقية.

التحليل المجهري بالأشعة السينية

يمكن أيضًا الكشف عن الأشعة السينية المميزة الناتجة عن تفاعل الإلكترونات مع العينة في المجهر الإلكتروني الماسح المجهز لتحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة أو تحليل الأشعة السينية المشتتة للطول الموجي . يمكن استخدام تحليل إشارات الأشعة السينية لرسم خريطة توزيع العناصر وتقدير وفرتها في العينة.

قرار SEM

فيديو يوضح نطاق التكبير العملي النموذجي لمجهر مسح إلكتروني مصمم للعينات البيولوجية. يبدأ الفيديو عند 25×، أي حوالي 6 مم عبر مجال الرؤية بالكامل، ويكبر إلى 12000×، أي حوالي 12  ميكرومتر عبر مجال الرؤية بالكامل. الأجسام الكروية عبارة عن حبات زجاجية يبلغ قطرها 10 ميكرومتر، وهو ما يشبه قطر خلايا الدم الحمراء .

المجهر الإلكتروني الماسح ليس كاميرا ولا يقوم الكاشف بتكوين صورة بشكل مستمر مثل مجموعة أجهزة اقتران الشحنات أو الفيلم . على عكس النظام البصري، لا يقتصر الدقة على حد الانعراج أو دقة العدسات أو المرايا أو دقة مجموعة الكاشف. يمكن أن تكون بصريات التركيز كبيرة وخشنة، ويكون كاشف SE بحجم قبضة اليد ويكتشف التيار ببساطة. بدلاً من ذلك، تعتمد الدقة المكانية للمجهر الإلكتروني الماسح على حجم بقعة الإلكترون، والتي تعتمد بدورها على كل من الطول الموجي للإلكترونات والنظام الإلكتروني البصري الذي ينتج شعاع المسح. كما أن الدقة محدودة بحجم حجم التفاعل، وهو حجم مادة العينة التي تتفاعل مع شعاع الإلكترون. حجم البقعة وحجم التفاعل كبيران مقارنة بالمسافات بين الذرات، وبالتالي فإن دقة المجهر الإلكتروني الماسح ليست عالية بما يكفي لتصوير الذرات الفردية، كما هو ممكن مع المجهر الإلكتروني النافذ (TEM). ومع ذلك، يتمتع المجهر الإلكتروني الماسح بمزايا تعويضية، بما في ذلك القدرة على تصوير مساحة كبيرة نسبيًا من العينة؛ القدرة على تصوير المواد السائبة (وليس فقط الأغشية الرقيقة أو الرقائق)؛ وتنوع الأنماط التحليلية المتاحة لقياس تكوين وخصائص العينة. اعتمادًا على الجهاز، يمكن أن تقع الدقة في مكان ما بين أقل من 1 نانومتر و20 نانومتر. اعتبارًا من عام 2009، يمكن لأعلى دقة في العالم للمجهر الإلكتروني الماسح التقليدي (≤30 كيلو فولت) أن يصل إلى دقة نقطة 0.4 نانومتر باستخدام كاشف إلكتروني ثانوي. [30]

مجهر المسح الإلكتروني البيئي

تتطلب المجهر الإلكتروني الماسح التقليدي تصوير العينات تحت الفراغ ، لأن الغلاف الجوي للغاز ينتشر بسرعة ويضعف حزم الإلكترونات. ونتيجة لذلك، يجب تجفيف العينات التي تنتج كمية كبيرة من البخار ، مثل العينات البيولوجية الرطبة أو الصخور الحاملة للنفط، أو تجميدها بالتبريد العميق. لا يمكن ملاحظة العمليات التي تنطوي على انتقالات الطور ، مثل تجفيف المواد اللاصقة أو ذوبان السبائك ، ونقل السوائل، والتفاعلات الكيميائية، وأنظمة الهواء الصلب والغاز، بشكل عام باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح عالي الفراغ التقليدي. في المجهر الإلكتروني الماسح البيئي (ESEM)، يتم إخلاء الغرفة من الهواء، ولكن يتم الاحتفاظ ببخار الماء بالقرب من ضغط تشبعه، ويظل الضغط المتبقي مرتفعًا نسبيًا. يسمح هذا بتحليل العينات التي تحتوي على الماء أو المواد المتطايرة الأخرى. باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح البيئي، أصبح من الممكن ملاحظة الحشرات الحية. [31]

سمح أول تطوير تجاري لجهاز ESEM في أواخر الثمانينيات [32] [33] بملاحظة العينات في بيئات غازية منخفضة الضغط (على سبيل المثال 1-50 تور أو 0.1-6.7 كيلو باسكال) ورطوبة نسبية عالية (تصل إلى 100٪). أصبح هذا ممكنًا من خلال تطوير كاشف إلكتروني ثانوي [34] [35] قادر على العمل في وجود بخار الماء واستخدام فتحات الحد من الضغط مع الضخ التفاضلي في مسار شعاع الإلكترون لفصل منطقة الفراغ (حول البندقية والعدسات) عن حجرة العينة. تم إنتاج أول أجهزة ESEM تجارية بواسطة شركة ElectroScan Corporation في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1988. استحوذت شركة Philips (التي باعت لاحقًا قسم البصريات الإلكترونية لشركة FEI) على ElectroScan في عام 1996. [36]

إن المجهر الإلكتروني الماسح مفيد بشكل خاص للمواد غير المعدنية والبيولوجية لأن الطلاء بالكربون أو الذهب غير ضروري. يمكن فحص البلاستيك والإيلاستومرات غير المطلية بشكل روتيني، كما يمكن فحص العينات البيولوجية غير المطلية. وهذا مفيد لأن الطلاء قد يكون من الصعب عكسه، وقد يخفي سمات صغيرة على سطح العينة وقد يقلل من قيمة النتائج التي تم الحصول عليها. إن تحليل الأشعة السينية صعب مع طلاء من معدن ثقيل، لذلك تُستخدم الطلاءات الكربونية بشكل روتيني في المجهر الإلكتروني الماسح التقليدي، لكن المجهر الإلكتروني الماسح يجعل من الممكن إجراء تحليل مجهري بالأشعة السينية على عينات غير مطلية غير موصلة؛ ومع ذلك، يتم تقديم بعض الآثار الخاصة بالمجهر الإلكتروني الماسح في تحليل الأشعة السينية. قد يكون المجهر الإلكتروني الماسح هو المفضل للمجهر الإلكتروني الماسح للعينات الفريدة من الدعاوى الجنائية أو المدنية، حيث قد تكون هناك حاجة إلى تكرار التحليل الجنائي من قبل العديد من الخبراء المختلفين. من الممكن دراسة العينات في السائل باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح أو باستخدام طرق مجهر إلكتروني أخرى في الطور السائل . [37]

ناقل الحركة المجهر الإلكتروني

يمكن أيضًا استخدام المجهر الإلكتروني الماسح في وضع الإرسال عن طريق دمج كاشف مناسب أسفل قسم عينة رقيق. [38] تتوفر أجهزة الكشف للحقل الساطع والحقل المظلم، بالإضافة إلى أجهزة الكشف المجزأة للحقل المتوسط ​​إلى الحقل المظلم الحلقي بزاوية عالية . وعلى الرغم من الاختلاف في الأجهزة، لا تزال هذه التقنية تُعرف عادةً باسم المجهر الإلكتروني الناقل الماسح (STEM) .

المجهر الإلكتروني الماسح في علوم الطب الشرعي

يستخدم المجهر الإلكتروني الماسح غالبًا في علوم الطب الشرعي لتحليل الأشياء المجهرية مثل الدياتومات وبقايا الطلقات النارية . نظرًا لأن المجهر الإلكتروني الماسح قوة غير مدمرة على العينة، فيمكن استخدامه لتحليل الأدلة دون إتلافها. يطلق المجهر الإلكتروني الماسح شعاعًا من الإلكترونات عالية الطاقة على العينة والتي ترتد عن العينة دون تغييرها أو تدميرها. هذا رائع عندما يتعلق الأمر بتحليل الدياتومات. عندما يموت شخص غرقًا، فإنه يستنشق الماء مما يتسبب في دخول ما في الماء (الدياتومات) إلى مجرى الدم والدماغ والكلى والمزيد. يمكن تكبير هذه الدياتومات في الجسم باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح لتحديد نوع الدياتومات مما يساعد في فهم كيفية ومكان وفاة الشخص. باستخدام الصور التي ينتجها المجهر الإلكتروني الماسح، يمكن لعلماء الطب الشرعي مقارنة أنواع الدياتومات لتأكيد المسطح المائي الذي توفي فيه الشخص. [39]

يمكن إجراء تحليل بقايا الطلقات النارية (GSR) باستخدام العديد من الأدوات التحليلية المختلفة، [40] ولكن المجهر الإلكتروني الماسح هو طريقة شائعة لتحليل المركبات غير العضوية بسبب الطريقة التي يمكنه بها تحليل أنواع العناصر (معظمها معادن) عن كثب من خلال أجهزة الكشف الثلاثة الخاصة به: كاشف الإلكترونات المتناثرة، وكاشف الإلكترونات الثانوية، وكاشف الأشعة السينية . يمكن جمع بقايا الطلقات النارية من مسرح الجريمة أو الضحية أو مطلق النار وتحليلها باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. يمكن أن يساعد هذا العلماء في تحديد القرب أو الاتصال بالسلاح الناري الذي تم تفريغه. [40]

اللون في المجهر الإلكتروني الماسح

لا تنتج المجاهر الإلكترونية صورًا ملونة بشكل طبيعي، حيث ينتج المجهر الإلكتروني الماسح قيمة واحدة لكل بكسل ؛ تتوافق هذه القيمة مع عدد الإلكترونات التي يتلقاها الكاشف خلال فترة زمنية صغيرة من المسح عندما يتم توجيه الشعاع إلى موضع البكسل (x، y).

عادةً ما يتم تمثيل هذا الرقم الفردي، لكل بكسل، بمستوى رمادي، مما يشكل صورة أحادية اللون. [41] ومع ذلك، تم استخدام عدة طرق للحصول على صور مجهرية إلكترونية ملونة. [42]

لون زائف باستخدام جهاز كشف واحد

  • في الصور التركيبية للأسطح المستوية (عادةً BSE):

الطريقة الأسهل للحصول على اللون هي ربط هذا الرقم الفردي بلون عشوائي، باستخدام جدول البحث عن الألوان (أي استبدال كل مستوى رمادي بلون مختار). تُعرف هذه الطريقة باللون الزائف . في صورة BSE، يمكن إجراء اللون الزائف للتمييز بشكل أفضل بين المراحل المختلفة للعينة. [43]

  • في الصور ذات الأسطح المزخرفة:

كبديل لاستبدال كل مستوى رمادي بلون، تسمح العينة التي يتم رصدها بواسطة شعاع مائل للباحثين بإنشاء صورة تضاريس تقريبية (انظر القسم التالي "الرسم ثلاثي الأبعاد الضوئي من صورة مجهر مسح إلكتروني واحدة"). يمكن بعد ذلك معالجة مثل هذه التضاريس بواسطة خوارزميات الرسم ثلاثي الأبعاد للحصول على رسم أكثر طبيعية لملمس السطح.

  • سطح حصوة الكلى
    سطح حصوة الكلى
  • نفس الشيء بعد إعادة معالجة اللون من التضاريس المقدرة
    نفس الشيء بعد إعادة معالجة اللون من التضاريس المقدرة
  • صورة مجهرية إلكترونية لقطار ملاحي تم تغييره وراثيًا
    صورة مجهرية إلكترونية لقطار ملاحي تم تغييره وراثيًا
  • نفس الصورة بعد التلوين المماثل
    نفس الصورة بعد التلوين المماثل

تلوين صور المجهر الإلكتروني الماسح

في كثير من الأحيان، يتم تلوين صور المجهر الإلكتروني المنشورة بشكل مصطنع. [43] يمكن القيام بذلك للحصول على تأثير جمالي، أو لتوضيح البنية أو لإضافة مظهر واقعي للعينة، وعادةً لا يضيف أي معلومات حول العينة. [44]

يمكن إجراء التلوين يدويًا باستخدام برنامج تحرير الصور، أو بشكل شبه آلي باستخدام برنامج مخصص باستخدام اكتشاف الميزات أو التجزئة الموجهة للكائنات. [45]

  • صورة SEM لحبوب اللقاح Cobaea scandens
    صورة SEM لحبوب اللقاح Cobaea scandens
  • نفس الشيء بعد التلوين شبه التلقائي. تساعد الألوان العشوائية في تحديد العناصر المختلفة للهيكل
    نفس الشيء بعد التلوين شبه التلقائي. تساعد الألوان العشوائية في تحديد العناصر المختلفة للهيكل
  • صورة مجهر مسح إلكتروني ملون لحبوب اللقاح والسداة في نبات Tradescantia
    صورة مجهر مسح إلكتروني ملون لحبوب اللقاح والسداة في نبات Tradescantia
  • صورة مجهر مسح إلكتروني ملون لبلورات الذهب والأرسينوبيريت الطبيعية المتداخلة
    صورة مجهر مسح إلكتروني ملون لبلورات الذهب والأرسينوبيريت الطبيعية المتداخلة

تم إنشاء اللون باستخدام أجهزة الكشف عن الإلكترونات المتعددة

في بعض التكوينات يتم جمع المزيد من المعلومات لكل بكسل، غالبًا عن طريق استخدام أجهزة كشف متعددة. [46]

كمثال شائع، يتم وضع كاشفات الإلكترونات الثانوية وكاشفات الإلكترونات المتناثرة للخلف فوق بعضها البعض ويتم تعيين لون لكل صورة تم التقاطها بواسطة كل كاشف، [47] [48] مع نتيجة صورة ملونة مجمعة حيث ترتبط الألوان بكثافة المكونات. تُعرف هذه الطريقة باسم المجهر الإلكتروني الماسح الملون المعتمد على الكثافة (DDC-SEM). تحتفظ الصور المجهرية التي تم إنتاجها بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح DDC-SEM بالمعلومات الطبوغرافية، والتي يتم التقاطها بشكل أفضل بواسطة كاشف الإلكترونات الثانوية ودمجها مع المعلومات حول الكثافة، التي تم الحصول عليها بواسطة كاشف الإلكترونات المتناثرة للخلف. [49] [50]

  • مجهر المسح الإلكتروني الرقمي للجزيئات المتكلسة في أنسجة القلب - الإشارة 1: SE
    مجهر المسح الإلكتروني الرقمي للجزيئات المتكلسة في أنسجة القلب - الإشارة 1: SE
  • الإشارة 2 : BSE
    الإشارة 2 : BSE
  • صورة ملونة تم الحصول عليها من الصورتين السابقتين. صورة مجهرية إلكترونية ماسحة ملونة تعتمد على الكثافة (DDC-SEM) لتكلس القلب والأوعية الدموية، تظهر باللون البرتقالي جسيمًا كرويًا من فوسفات الكالسيوم (مادة أكثر كثافة)، وباللون الأخضر، المصفوفة خارج الخلية (مادة أقل كثافة)
    صورة ملونة تم الحصول عليها من الصورتين السابقتين. صورة مجهرية إلكترونية ماسحة ملونة تعتمد على الكثافة (DDC-SEM) لتكلس القلب والأوعية الدموية، تظهر باللون البرتقالي جسيمًا كرويًا من فوسفات الكالسيوم (مادة أكثر كثافة)، وباللون الأخضر، المصفوفة خارج الخلية (مادة أقل كثافة)
  • نفس العمل مع منظور أوسع، جزء من دراسة حول تكلس أنسجة القلب والأوعية الدموية لدى البشر
    نفس العمل مع منظور أوسع، جزء من دراسة حول تكلس أنسجة القلب والأوعية الدموية لدى البشر

إشارات تحليلية تعتمد على الفوتونات المولدة

إن قياس طاقة الفوتونات المنبعثة من العينة هو طريقة شائعة للحصول على القدرات التحليلية. ومن الأمثلة على ذلك أجهزة الكشف عن طيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDS) المستخدمة في التحليل العنصري وأنظمة المجهر الضوئي الكاثودي (CL) التي تحلل شدة وطيف التوهج الناتج عن الإلكترون في (على سبيل المثال) العينات الجيولوجية. في أنظمة المجهر الإلكتروني الماسح التي تستخدم هذه الكواشف، من الشائع ترميز هذه الإشارات الإضافية بالألوان وفرضها في صورة ملونة واحدة، بحيث يمكن رؤية الاختلافات في توزيع المكونات المختلفة للعينة بوضوح ومقارنتها. اختياريًا، يمكن دمج صورة الإلكترون الثانوية القياسية مع قناة أو أكثر من القنوات التركيبية، بحيث يمكن مقارنة بنية العينة وتكوينها. يمكن عمل مثل هذه الصور مع الحفاظ على سلامة بيانات الإشارة الأصلية بالكامل، والتي لا يتم تعديلها بأي شكل من الأشكال.

3D في المجهر الإلكتروني الماسح

لا توفر مجاهر المسح الإلكتروني صورًا ثلاثية الأبعاد بشكل طبيعي على عكس مجاهر المسح الضوئي . ومع ذلك، يمكن الحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد باستخدام مجهر المسح الإلكتروني بطرق مختلفة على النحو التالي.

إعادة بناء المجهر الإلكتروني الماسح ثلاثي الأبعاد من زوج ستيريو

  • التصوير الفوتوغرامتري هو الطريقة الأكثر دقة من الناحية المترولوجية لإضفاء البعد الثالث على صور المجهر الإلكتروني الماسح. [43] وعلى عكس الطرق الفوتومترية (الفقرة التالية)، يحسب التصوير الفوتوغرامتري الارتفاعات المطلقة باستخدام طرق التثليث . العيوب هي أنه يعمل فقط إذا كان هناك حد أدنى من الملمس، ويتطلب التقاط صورتين من زاويتين مختلفتين، مما يعني استخدام مرحلة إمالة. ( التصوير الفوتوغرامتري هو عملية برمجية تحسب التحول (أو "التباين") لكل بكسل، بين الصورة اليسرى والصورة اليمنى لنفس الزوج. يعكس هذا التباين الارتفاع المحلي).
  • زوج مجسم من الحفريات الدقيقة التي يقل حجمها عن 1 مم (Ostracoda) تم إنتاجها عن طريق الإمالة على طول المحور الطولي.
    زوج مجسم من الحفريات الدقيقة التي يقل حجمها عن 1 مم ( Ostracoda ) تم إنتاجها عن طريق الإمالة على طول المحور الطولي.
  • من هذا الزوج من صور المجهر الإلكتروني الماسح، تم إعادة بناء البعد الثالث بواسطة التصوير الضوئي (باستخدام برنامج MountainsSEM، انظر الصورة التالية)؛ ثم تم إنشاء سلسلة من التمثيلات ثلاثية الأبعاد بزوايا مختلفة وتجميعها في ملف GIF لإنتاج هذه الرسوم المتحركة.
    من هذا الزوج من صور المجهر الإلكتروني الماسح، تم إعادة بناء البعد الثالث بواسطة التصوير الضوئي (باستخدام برنامج MountainsSEM ، انظر الصورة التالية)؛ ثم تم إنشاء سلسلة من التمثيلات ثلاثية الأبعاد بزوايا مختلفة وتجميعها في ملف GIF لإنتاج هذه الرسوم المتحركة.
  • إعادة بناء سطح ثلاثي الأبعاد لعينة معايرة خشونة (Ra = 3 ميكرومتر) (كما تستخدم لمعايرة أجهزة قياس الملامح)، من صورتين لمجهر مسح إلكتروني مائلتين بمقدار 15 درجة (أعلى اليسار). يستغرق حساب النموذج ثلاثي الأبعاد (أسفل اليمين) حوالي 1.5 ثانية [51] والخطأ في قيمة خشونة Ra المحسوبة أقل من 0.5%.
    إعادة بناء سطح ثلاثي الأبعاد لعينة معايرة خشونة (Ra = 3 ميكرومتر) (كما تستخدم لمعايرة أجهزة قياس الملامح)، من صورتين لمجهر مسح إلكتروني مائلتين بمقدار 15 درجة (أعلى اليسار). يستغرق حساب النموذج ثلاثي الأبعاد (أسفل اليمين) حوالي 1.5 ثانية [51] والخطأ في قيمة خشونة Ra المحسوبة أقل من 0.5%.

إعادة بناء المجهر الإلكتروني الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد من كاشف رباعي الأرباع باستخدام "الشكل من التظليل"

تستخدم هذه الطريقة عادةً كاشف BSE رباعي الأرباع (أو بدلاً من ذلك بالنسبة لمصنع واحد، كاشف ثلاثي الأجزاء). ينتج المجهر أربع صور لنفس العينة في نفس الوقت، لذلك لا يلزم إمالة العينة. تقدم الطريقة أبعادًا مترولوجية ثلاثية الأبعاد بقدر ما يظل ميل العينة معقولاً. [43] تقدم معظم شركات تصنيع المجهر الإلكتروني الماسح الآن (2018) كاشف BSE رباعي الأرباع مدمجًا أو اختياريًا، جنبًا إلى جنب مع برنامج خاص لحساب صورة ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي. [52]

تستخدم الطرق الأخرى طرقًا أكثر تطورًا (وأحيانًا تتطلب استخدام وحدة معالجة الرسوميات بشكل مكثف) مثل خوارزمية التقدير الأمثل وتقدم نتائج أفضل بكثير [53] على حساب متطلبات عالية على قوة الحوسبة.

في جميع الحالات، يعمل هذا النهج عن طريق تكامل المنحدر، وبالتالي يتم تجاهل المنحدرات الرأسية والنتوءات؛ على سبيل المثال، إذا كانت الكرة بأكملها تقع على سطح مستو، فلن يظهر سوى نصف الكرة العلوي فوق السطح المستو، مما يؤدي إلى ارتفاع خاطئ لقمة الكرة. تعتمد بروز هذا التأثير على زاوية أجهزة الكشف عن BSE بالنسبة للعينة، ولكن هذه الأجهزة عادة ما تكون موجودة حول (وقريبة من) شعاع الإلكترون، لذا فإن هذا التأثير شائع جدًا.

عرض ثلاثي الأبعاد باستخدام مقياس ضوئي من صورة مجهر مسح إلكتروني واحدة

تتطلب هذه الطريقة صورة مجهر مسح إلكتروني تم الحصول عليها في إضاءة مائلة منخفضة الزاوية. ثم يتم تفسير مستوى اللون الرمادي على أنه المنحدر، ويتم دمج المنحدر لاستعادة تضاريس العينة. هذه الطريقة مثيرة للاهتمام لتحسين الرؤية والكشف عن شكل وموضع الأشياء؛ ومع ذلك، لا يمكن معايرة الارتفاعات الرأسية عادةً، على عكس الطرق الأخرى مثل التصوير الضوئي. [43]

  • صورة مجهر مسح إلكتروني لسطح عين مركب لذبابة منزلية عند تكبير 450 ×.
    صورة مجهر مسح إلكتروني لسطح عين مركب لذبابة منزلية عند تكبير 450 ×.
  • تفاصيل الصورة السابقة.
    تفاصيل الصورة السابقة.
  • إعادة بناء المجهر الإلكتروني الماسح ثلاثي الأبعاد من السابق باستخدام الشكل من خوارزميات التظليل.
    إعادة بناء المجهر الإلكتروني الماسح ثلاثي الأبعاد من السابق باستخدام الشكل من خوارزميات التظليل .
  • نفس الشيء السابق، ولكن مع إضاءة متجانسة قبل تطبيق الشكل من خوارزميات التظليل.
    نفس الشيء السابق، ولكن مع إضاءة متجانسة قبل تطبيق الشكل من خوارزميات التظليل.

أنواع أخرى من إعادة بناء المجهر الإلكتروني الماسح ثلاثي الأبعاد

  • إعادة البناء العكسي باستخدام نماذج تفاعلية بين الإلكترون والمادة [54] [55]
  • إعادة البناء متعدد الدقة باستخدام ملف ثنائي الأبعاد واحد: قد يكون التصوير ثلاثي الأبعاد عالي الجودة حلاً نهائيًا للكشف عن تعقيدات أي وسائط مسامية، ولكن الحصول عليها مكلف ويستغرق وقتًا طويلاً. من ناحية أخرى، تتوفر صور المجهر الإلكتروني الماسح ثنائية الأبعاد عالية الجودة على نطاق واسع. مؤخرًا، تم تقديم طريقة إعادة بناء جديدة ثلاثية الخطوات ومتعددة المقاييس ومتعددة الدقة تستخدم مباشرة صورًا ثنائية الأبعاد من أجل تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدام هذه الطريقة، المستندة إلى إنتروبيا شانون والمحاكاة الشرطية، لمعظم المواد الثابتة المتاحة ويمكنها بناء نماذج ثلاثية الأبعاد عشوائية مختلفة باستخدام بضعة أقسام رقيقة فقط. [56] [57] [58]
  • المجهر الإلكتروني الماسح باستخدام التآكل الأيوني (IA-SEM) هو طريقة للتصوير ثلاثي الأبعاد على نطاق النانو تستخدم شعاعًا مركّزًا من الجاليوم لتآكل سطح العينة بشكل متكرر بمقدار 20 نانومترًا في المرة الواحدة. ثم يتم مسح كل سطح مكشوف لتجميع صورة ثلاثية الأبعاد. [59] [60]

تطبيقات المجهر الإلكتروني الماسح ثلاثي الأبعاد

أحد التطبيقات الممكنة هو قياس خشونة بلورات الجليد. يمكن لهذه الطريقة الجمع بين المجهر الإلكتروني الماسح البيئي ذي الضغط المتغير والقدرات ثلاثية الأبعاد للمجهر الإلكتروني الماسح لقياس خشونة جوانب بلورات الجليد الفردية، وتحويلها إلى نموذج كمبيوتري وإجراء تحليل إحصائي إضافي على النموذج. [61] تشمل القياسات الأخرى البعد الكسري، وفحص سطح الكسر للمعادن، وتوصيف المواد، وقياس التآكل، والقياسات البعدية على مقياس النانو (ارتفاع الخطوة، والحجم، والزاوية، والتسطيح، ونسبة المحمل، والتسطح، وما إلى ذلك). [ بحاجة لمصدر ]

يستخدم خبراء الحفاظ على الفن أيضًا المجهر الإلكتروني الماسح لتحديد التهديدات التي تتعرض لها استقرار سطح اللوحات بسبب الشيخوخة، مثل تكوين مجمعات من أيونات الزنك مع الأحماض الدهنية . [62] يستخدم علماء الطب الشرعي المجهر الإلكتروني الماسح للكشف عن تزوير الأعمال الفنية .

وفيما يلي أمثلة للصور الملتقطة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح.

  • صورة مجهرية إلكترونية ملونة لديدان كيسات فول الصويا وبيضها. يجعل التلوين الاصطناعي الصورة أسهل على غير المتخصصين في رؤية وفهم الهياكل والأسطح التي تظهر في الصور المجهرية.
    صورة مجهرية إلكترونية ملونة لديدان كيسات فول الصويا وبيضها. يجعل التلوين الاصطناعي الصورة أسهل على غير المتخصصين في رؤية وفهم الهياكل والأسطح التي تظهر في الصور المجهرية.
  • العين المركبة لكريل القطب الجنوبي Euphausia superba. تعد عيون المفصليات موضوعًا شائعًا في صور المجهر الإلكتروني الماسح بسبب عمق التركيز الذي يمكن لصورة المجهر الإلكتروني الماسح التقاطه. صورة ملونة.
    العين المركبة لكريل القطب الجنوبي Euphausia superba . تعد عيون المفصليات موضوعًا شائعًا في صور المجهر الإلكتروني الماسح بسبب عمق التركيز الذي يمكن لصورة المجهر الإلكتروني الماسح التقاطه. صورة ملونة.
  • عُيِّنات عين الكريل القطبي الجنوبي، تكبير أعلى لعين الكريل. تغطي مجسات الماسح الإلكتروني نطاقًا من المجهر الضوئي إلى التكبير المتاح باستخدام مجهر إلكتروني نافذ. صورة ملونة.
    عين الكريل القطبي الجنوبي ، تكبير أعلى لعين الكريل. تغطي مجسات الماسح الإلكتروني نطاقًا من المجهر الضوئي إلى التكبير المتاح باستخدام مجهر إلكتروني نافذ . صورة ملونة.
  • صورة مجهرية للدم البشري الطبيعي الجاري في الدورة الدموية. هذه صورة مجهرية قديمة ومزعجة لموضوع شائع في الصور المجهرية للمجهر الإلكتروني الماسح: خلايا الدم الحمراء.
    صورة مجهرية للدم البشري الطبيعي الجاري في الدورة الدموية . هذه صورة مجهرية قديمة ومزعجة لموضوع شائع في الصور المجهرية للمجهر الإلكتروني الماسح: خلايا الدم الحمراء.
  • صورة المجهر الإلكتروني الماسح لحيوان هيديريلي من العصر الديفوني في ميشيغان (أكبر قطر للأنبوب هو 0.75 مم). يستخدم المجهر الإلكتروني الماسح على نطاق واسع لالتقاط صور مفصلة للحفريات الدقيقة والكبيرة.
    صورة المجهر الإلكتروني الماسح لحيوان هيديريلي من العصر الديفوني في ميشيغان (أكبر قطر للأنبوب هو 0.75 مم). يستخدم المجهر الإلكتروني الماسح على نطاق واسع لالتقاط صور مفصلة للحفريات الدقيقة والكبيرة.
  • صورة الإلكترونات المتناثرة (BSE) لمنطقة غنية بالأنتيمون في قطعة من الزجاج القديم. تستخدم المتاحف مجهر المسح الإلكتروني لدراسة القطع الأثرية القيمة بطريقة غير مدمرة.
    صورة الإلكترونات المتناثرة (BSE) لمنطقة غنية بالأنتيمون في قطعة من الزجاج القديم. تستخدم المتاحف مجهر المسح الإلكتروني لدراسة القطع الأثرية القيمة بطريقة غير مدمرة.
  • صورة المجهر الإلكتروني الماسح لطبقة التآكل على سطح قطعة زجاج قديمة؛ لاحظ البنية الرقائقية لطبقة التآكل.
    صورة المجهر الإلكتروني الماسح لطبقة التآكل على سطح قطعة زجاج قديمة؛ لاحظ البنية الرقائقية لطبقة التآكل.
  • صورة المجهر الإلكتروني الماسح لطبقة مقاومة للضوء تستخدم في تصنيع أشباه الموصلات تم التقاطها بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح للانبعاث الميداني. تعد هذه المجهرات الإلكترونية الماسحة مهمة في صناعة أشباه الموصلات بسبب قدراتها العالية الدقة.
    صورة المجهر الإلكتروني الماسح لطبقة مقاومة للضوء تستخدم في تصنيع أشباه الموصلات تم التقاطها بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح للانبعاث الميداني . تعد هذه المجهرات الإلكترونية الماسحة مهمة في صناعة أشباه الموصلات بسبب قدراتها العالية الدقة.
  • صورة مجهر مسح إلكتروني لسطح حصوة كلوية تظهر بلورات رباعية الشكل من الويدليت (أكسالات الكالسيوم ثنائي الهيدرات) تخرج من الجزء المركزي غير المتبلور من الحصوة. يمثل الطول الأفقي للصورة 0.5 مم من الأصل الموضح.
    صورة مجهر مسح إلكتروني لسطح حصوة كلوية تظهر بلورات رباعية الشكل من الويدليت (أكسالات الكالسيوم ثنائي الهيدرات) تخرج من الجزء المركزي غير المتبلور من الحصوة. يمثل الطول الأفقي للصورة 0.5 مم من الأصل الموضح.
  • صورتان لنفس عمق بلورة الثلج، كما تم عرضها من خلال المجهر الضوئي (على اليسار) وكصورة مجهر المسح الإلكتروني (على اليمين). لاحظ كيف تسمح صورة المجهر الإلكتروني بإدراك واضح لتفاصيل البنية الدقيقة التي يصعب رؤيتها بالكامل في صورة المجهر الضوئي.
    صورتان لنفس عمق بلورة الثلج، كما تم عرضها من خلال المجهر الضوئي (على اليسار) وكصورة مجهر المسح الإلكتروني (على اليمين). لاحظ كيف تسمح صورة المجهر الإلكتروني بإدراك واضح لتفاصيل البنية الدقيقة التي يصعب رؤيتها بالكامل في صورة المجهر الضوئي.
  • خلايا البشرة من السطح الداخلي لشظية البصل. أسفل جدران الخلايا الشبيهة بالجلد يمكن للمرء أن يرى نوى وعضيات صغيرة تطفو في السيتوبلازم. تم التقاط صورة BSE هذه لعينة ملطخة باللانثانويد دون تثبيت مسبق أو تجفيف أو رش.
    خلايا البشرة من السطح الداخلي لشظية البصل . أسفل جدران الخلايا الشبيهة بالجلد يمكن للمرء أن يرى نوى وعضيات صغيرة تطفو في السيتوبلازم. تم التقاط صورة BSE هذه لعينة ملطخة باللانثانويد دون تثبيت مسبق أو تجفيف أو رش.
  • صورة مجهر المسح الإلكتروني للثغور على السطح السفلي للورقة.
    صورة مجهر المسح الإلكتروني للثغور على السطح السفلي للورقة.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Stokes, Debbie J. (2008). Principles and Practice of Variable Pressure Environmental Scanning Electron Microscopy (VP-ESEM) . تشيتشيستر: جون وايلي وأولاده. ISBN 978-0470758748.
  2. ^ McMullan, D. (2006). "المجهر الإلكتروني الماسح 1928–1965". Scanning . 17 (3): 175–185. doi :10.1002/sca.4950170309. PMC 2496789 . 
  3. ^ McMullan, D. (1988). "Von Ardenne and the scanner electronic microscope". Proc Roy Microsc Soc . 23 : 283–288.
  4. ^ نول ، ماكس (1935). "Aufladepotentiel und Sekundäremission electronenbestrahlter Körper". Zeitschrift für Technische Physik . 16 : 467-475.
  5. ^ GB 511204، فون أردين، مانفريد، "تحسينات في المجاهر الإلكترونية"، نُشر في 1939-08-15 
  6. ^ https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/07CA329CE1E1FF29442C48A64BC16C2F/S1551929500066402a.pdf/history-of-electron-microscopy-in-north-america.pdf [ عنوان URL العاري PDF ]
  7. ^ فون أردين ، مانفريد (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Theoretische Grundlagen". Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 109 (9-10): 553-572. بيب كود :1938ZPhy..109..553V. دوى :10.1007/BF01341584. S2CID  117900835.
  8. ^ فون أردين ، مانفريد (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Praktische Ausführung". Zeitschrift für Technische Physik (باللغة الألمانية). 19 : 407-416.
  9. ^ Zworykin VA, Hillier J, Snyder RL (1942) مجهر مسح إلكتروني. ASTM Bull 117، 15–23.
  10. ^ McMullan, D. (1953). "مجهر مسح إلكتروني محسّن للعينات المعتمة". وقائع IEE - الجزء الثاني: هندسة الطاقة . 100 (75): 245-256. doi :10.1049/pi-2.1953.0095.
  11. ^ Oatley CW, Nixon WC, Pease RFW (1965) المجهر الإلكتروني الماسح. Adv Electronics Electron Phys 21، 181–247.
  12. ^ سميث، كيه سي إيه؛ أوتلي، سي دبليو (1955). "المجهر الإلكتروني الماسح ومجالات تطبيقه". المجلة البريطانية للفيزياء التطبيقية . 6 (11): 391-399. رمز Bibcode :1955BJAP....6..391S. doi :10.1088/0508-3443/6/11/304.
  13. ^ Wells OC (1957) بناء المجهر الإلكتروني الماسح وتطبيقه على دراسة الألياف. أطروحة دكتوراه، جامعة كامبريدج.
  14. ^ ab Suzuki, E. (2002). "المجهر الإلكتروني الماسح عالي الدقة للخلايا الموسومة بالذهب المناعي باستخدام طلاء البلازما الرقيق من الأوزميوم". مجلة المجهر . 208 (3): 153-157. doi :10.1046/j.1365-2818.2002.01082.x. PMID  12460446. S2CID  42452027.
  15. ^ abc Goldstein, GI; Newbury, DE; Echlin, P.; Joy, DC; Fiori, C.; Lifshin, E. (1981). مجهر المسح الإلكتروني والتحليل المجهري بالأشعة السينية . نيويورك: Plenum Press. ISBN 978-0-306-40768-0.
  16. ^ Seligman, Arnold M.; Wasserkrug, Hannah L.; Hanker, Jacob S. (1966). "طريقة تلوين جديدة لتعزيز تباين الأغشية والقطرات المحتوية على الدهون في الأنسجة المثبتة بتتروكسيد الأوزميوم مع ثيوكربوهيدرازيد الأسموفيلي (TCH)". مجلة علم الأحياء الخلوية . 30 (2): 424-432. doi :10.1083/jcb.30.2.424. PMC 2106998. PMID 4165523  . 
  17. ^ ماليك، ليندا إي.؛ ويلسون، ريتشارد بي.؛ ستيتسون، ديفيد (1975). "إجراء ثيوكاربوهيدرازيد معدل للمجهر الإلكتروني الماسح: الاستخدام الروتيني للأنسجة الطبيعية أو المرضية أو التجريبية". مجلة بيوتكنيك آند هيستوكيميستري . 50 (4): 265-269. doi :10.3109/10520297509117069. PMID  1103373.
  18. ^ كونراد، سايلر؛ جونز، إميلي لينا؛ نيوسوم، سيث د؛ شوارتز، دوغلاس دبليو. (2016). "نظائر العظام وقشر البيض وتربية الديك الرومي في أرويو هوندو بويبلو". مجلة العلوم الأثرية: التقارير . 10 : 566-574. رمز Bibcode : 2016JArSR..10..566C. doi : 10.1016/j.jasrep.2016.06.016.
  19. ^ abc Jeffree, CE; Read, ND (1991). "Ambient- and Low-temperature scanner electron microscopy". In Hall, JL; Hawes, CR (eds.). Electron Microscopy of Plant Cells . London: Academic Press. pp. 313–413. ISBN 978-0-12-318880-9.
  20. ^ Karnovsky, MJ (1965). "مثبت الفورمالديهايد-غلوتارالدهيد ذو الضغط الاسموزي العالي للاستخدام في المجهر الإلكتروني" (PDF) . مجلة علم الأحياء الخلوية . 27 (2): 1A–149A. JSTOR  1604673.
  21. ^ Kiernan, JA (2000). "الفورمالديهايد والفورمالين والبارافورمالديهايد والغلوتارالدهيد: ما هي وماذا تفعل". Microscopy Today . 2000 (1): 8–12. doi : 10.1017/S1551929500057060 . S2CID  100881495.
  22. ^ راسل، إس دي؛ داغليان، سي بي (1985). "ملاحظات المجهر الإلكتروني الماسح على مقاطع الأنسجة البيولوجية المضمَّنة: مقارنة بين مواد التثبيت المختلفة ومواد التضمين". مجلة تقنيات المجهر الإلكتروني . 2 (5): 489-495. doi :10.1002/jemt.1060020511.
  23. ^ تشاندلر، دوغلاس إي؛ روبرسون، روبرت دبليو. (2009). التصوير الحيوي: المفاهيم الحالية في المجهر الضوئي والإلكتروني . سودبوري، ماساتشوستس: جونز وبارتليت للنشر. رقم ISBN 9780763738747.
  24. ^ Faulkner, Christine; et al. (2008). "Peeking into Pit Fields: A Multiple Twing Model of Secondary Plasmodesmata Formation in Tobacco". Plant Cell . 20 (6): 1504–18. doi :10.1105/tpc.107.056903. PMC 2483367. PMID  18667640 . 
  25. ^ Wergin, WP; Erbe, EF (1994). "Snow crystals: capturing snow flakes for observation with the low-temperature scanner electron microscope". Scanning . 16 (Suppl. IV): IV88. مؤرشف من الأصل في 17 فبراير 2013. تم الاسترجاع في 15 ديسمبر 2012 .
  26. ^ بارنز، PRF؛ مولفاني، R.؛ وولف، EW؛ روبنسون، KA (2002). "تقنية لفحص الجليد القطبي باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح". مجلة المجهر . 205 (2): 118-124. doi :10.1046/j.0022-2720.2001.00981.x. PMID  11879426. S2CID  35513404.
  27. ^ Hindmarsh, JP; Russell, AB; Chen, XD (2007). "أساسيات تجميد الأطعمة بالرش - البنية الدقيقة للقطرات المجمدة". مجلة هندسة الأغذية . 78 (1): 136-150. doi :10.1016/j.jfoodeng.2005.09.011.
  28. ^ "المجهر الإلكتروني الماسح عالي الدقة SU9000".
  29. ^ Everhart, TE; Thornley, RFM (1960). "Wide-band detector for micro-microampere low-energy electron currents" (PDF) . مجلة الأدوات العلمية . 37 (7): 246–248. Bibcode :1960JScI...37..246E. doi :10.1088/0950-7671/37/7/307.
  30. ^ شركة هيتاشي تطلق مجهر المسح الإلكتروني المجهري FE-SEM بأعلى دقة في العالم. نانوتك ناو . 31 مايو 2011.
  31. ^ تاكاكو، ياسوهارو؛ سوزوكي، هيروشي؛ أوتا، إيساو؛ تسوتسوي، تاكامي؛ ماتسوموتو، هاروكو؛ شيمومورا، ماساتسوغو؛ هاريياما، تاكاهيكو (7 مارس 2015). "درع سطحي من نوع 'نانو سويت' يحمي الكائنات الحية بنجاح في الفراغ العالي: ملاحظات على الكائنات الحية في مجهر المسح الإلكتروني المجهري FE-SEM". وقائع الجمعية الملكية في لندن ب: العلوم البيولوجية . 282 (1802): 20142857. doi :10.1098/rspb.2014.2857. ISSN  0962-8452. PMC 4344158. PMID 25631998  . 
  32. ^ دانيلاتوس، جي دي (1988). "أسس المجهر الإلكتروني الماسح البيئي". التقدم في الإلكترونيات وفيزياء الإلكترونات المجلد 71. المجلد 71. ص 109-250. doi :10.1016/S0065-2539(08)60902-6. ISBN 9780120146710.
  33. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 4823006، دانيلاتوس، جيراسيموس د. ولويس، جورج س، "نظام الكشف عن إشارة الضخ/التصوير الضوئي/التفاضلي الإلكتروني المتكامل للمجهر الإلكتروني الماسح البيئي"، صدرت في 18 أبريل 1989 
  34. ^ Danilatos, GD (1990). نظرية جهاز الكشف عن الغازات في ESEM . التقدم في الإلكترونيات وفيزياء الإلكترونات. المجلد 78. ص 1-102. doi :10.1016/S0065-2539(08)60388-1. ISBN 9780120146789.
  35. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 4785182، مانكوسو، جيمس ف.؛ ماكسويل، ويليام ب. ودانيلاتوس، جيراسيموس د.، "كاشف الإلكترون الثانوي للاستخدام في الغلاف الجوي الغازي"، صدرت في 15 نوفمبر 1988 
  36. ^ تاريخ المجهر الإلكتروني في تسعينيات القرن العشرين محفوظ في 4 مارس 2007 على archive.today . sfc.fr
  37. ^ دي جونج، ن.؛ روس، ف. م. (2011). "المجهر الإلكتروني للعينات في السائل". تكنولوجيا النانو الطبيعية . 6 (8): 695-704. رمز Bibcode :2003NatMa...2..532W. doi :10.1038/nmat944. PMID  12872162. S2CID  21379512.
  38. ^ كلاين، توبياس؛ بور، إيجبرت؛ فرايز، كارل جي. (2012). TSEM: مراجعة المجهر الإلكتروني الماسح في وضع النقل وتطبيقاته . التقدم في التصوير والفيزياء الإلكترونية. المجلد 171. ص 297-356. doi :10.1016/B978-0-12-394297-5.00006-4. ISBN 9780123942975.
  39. ^ "التطبيقات الجنائية للمجهر الإلكتروني الماسح المكتبي Phenom (SEM)". AZoNano.com . 21 فبراير 2014 . تم الاسترجاع في 11 مايو 2023 .
  40. ^ ab Shrivastava, Priya; Jain, VK; Nagpal, Suman (1 يونيو 2021). "تقنيات الكشف عن بقايا الطلقات النارية - مراجعة". المجلة المصرية لعلوم الطب الشرعي . 11 (1): 11. doi : 10.1186/s41935-021-00223-9 . ISSN  2090-5939.
  41. ^ بورجيس، جيريمي (1987). تحت المجهر: عالم خفي مكشوف. أرشيف CUP. ص. 11. ISBN 978-0521399401.
  42. ^ "إظهار ألوانك الحقيقية، ثلاثية الأبعاد والألوان في المجهر الإلكتروني في مجلة Lab News".
  43. ^ abcde Mignot, Christophe (2018). "اللون (وثلاثي الأبعاد) للمجهر الإلكتروني الماسح". Microscopy Today . 26 (3): 12–17. doi : 10.1017/S1551929518000482 .
  44. ^ "مقدمة في المجهر الإلكتروني" (PDF) . شركة FEI. ص. 15. تم الاسترجاع في 12 ديسمبر 2012 .
  45. ^ "يوم الإثنين القادم، ستطلق شركة Digital Surf تقنية تلوين الصور المجهرية الماسحة الثورية". AZO Materials. 22 يناير 2016. تم الاسترجاع في 23 يناير 2016 .
  46. ^ أنتونوفسكي، أ. (1984). "تطبيق اللون على التصوير بالمجهر الإلكتروني الماسح لزيادة الوضوح". ميكرون وميكروسكوبيكا أكتا . 15 (2): 77-84. doi :10.1016/0739-6260(84)90005-4.
  47. ^ Danilatos, GD (1986). "Colour micrographs for backscattered electron signals in the SEM". Scanning . 9 (3): 8–18. doi :10.1111/j.1365-2818.1986.tb04287.x. S2CID  96315383.
  48. ^ Danilatos, GD (1986). "المجهر الإلكتروني الماسح البيئي بالألوان". مجلة المجهر . 142 : 317–325. doi : 10.1002/sca.4950080104 .
  49. ^ Bertazzo, S.; Gentleman, E.; Cloyd, KL; Chester, AH; Yacoub, MH; Stevens, MM (2013). "المجهر الإلكتروني التحليلي النانوي يكشف عن رؤى أساسية في تكلس أنسجة القلب والأوعية الدموية البشرية". Nature Materials . 12 (6): 576–583. Bibcode :2013NatMa..12..576B. doi :10.1038/nmat3627. hdl :10044/1/21901. PMC 5833942. PMID  23603848 . 
  50. ^ Bertazzo, Sergio; Maidment, Susannah CR; Kallepitis, Charalambos; Fearn, Sarah; Stevens, Molly M.; Xie, Hai-nan (9 يونيو 2015). "الألياف والهياكل الخلوية المحفوظة في عينات الديناصورات التي يبلغ عمرها 75 مليون سنة". Nature Communications . 6 : 7352. Bibcode :2015NatCo...6.7352B. doi :10.1038/ncomms8352. PMC 4468865. PMID  26056764 . 
  51. ^ إعادة بناء مجهر المسح الإلكتروني الاستريو باستخدام MountainsMap SEM الإصدار 7.4 على وحدة المعالجة المركزية i7 2600 بسرعة 3.4 جيجاهرتز
  52. ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "خشونة الجليد الكمية ثلاثية الأبعاد من المجهر الإلكتروني الماسح". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 122 (5): 3023-3025. رمز Bibcode : 2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  53. ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "خشونة الجليد الكمية ثلاثية الأبعاد من المجهر الإلكتروني الماسح". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 122 (5): 3025-3041. Bibcode :2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  54. ^ Baghaei Rad, Leili (2007). Computational Scanning Electron Microscopy . المؤتمر الدولي حول حدود التوصيف والقياس. المجلد 931. ص 512. Bibcode :2007AIPC..931..512R. doi : 10.1063/1.2799427 .
  55. ^ Baghaei Rad, Leili; Downes, Ian; Ye, Jun; Adler, David; Pease, R. Fabian W. (2007). "النماذج التقريبية الاقتصادية للإلكترونات المتناثرة". مجلة علوم وتكنولوجيا الفراغ . 25 (6): 2425. Bibcode :2007JVSTB..25.2425B. doi :10.1116/1.2794068.
  56. ^ طهماسيبي، بيجمان؛ جافادبور، فرزام؛ ساهيمي، محمد (2015). "النمذجة متعددة المقاييس ومتعددة الدقة للصخور الزيتية وتدفقها وخصائصها المورفولوجية". التقارير العلمية . 5 : 16373. رمز Bibcode : 2015NatSR...516373T. doi : 10.1038/srep16373. PMC 4642334. PMID  26560178 . 
  57. ^ طهماسيبي، بيجمان؛ جافادبور، فرزام؛ ساهيمي، محمد (2015). "الوصف العشوائي ثلاثي الأبعاد لصور المجهر الإلكتروني الماسح للصخر الزيتي". النقل في الوسائط المسامية . 110 (3): 521-531. رمز Bibcode : 2015TPMed.110..521T. doi : 10.1007/s11242-015-0570-1. S2CID  20274015.
  58. ^ طهماسيبي، بيجمان؛ ساهيمي، محمد (2012). "إعادة بناء الوسائط المسامية ثلاثية الأبعاد باستخدام مقطع رقيق واحد". المراجعة الفيزيائية E. 85 ( 6): 066709. رمز Bibcode : 2012PhRvE..85f6709T. doi : 10.1103/PhysRevE.85.066709. PMID  23005245. S2CID  24307267.
  59. ^ Murphy, GE; Lowekamp, ​​BC; Zerfas, PM (أغسطس 2010). "المجهر الإلكتروني الماسح للتآكل الأيوني يكشف عن مورفولوجيا مشوهة للميتوكوندريا الكبدية في حالة حمض الميثيل مالونيك في الفئران". مجلة علم الأحياء البنيوي . 171 (2): 125–32. doi :10.1016/j.jsb.2010.04.005. PMC 2885563. PMID  20399866 . 
  60. ^ "معرض الوسائط المتعددة - التصوير ثلاثي الأبعاد لخلايا الثدييات باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح باستخدام الأيونات الكاشطة | مؤسسة العلوم الوطنية". www.nsf.gov .
  61. ^ Butterfield, Nicholas; Rowe, Penny M.; Stewart, Emily; Roesel, David; Neshyba, Steven (16 March 2017). "خشونة الجليد الكمية ثلاثية الأبعاد من المجهر الإلكتروني الماسح". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 122 (5): 3023-3041. Bibcode :2017JGRD..122.3023B. doi : 10.1002/2016JD026094 .
  62. ^ هيرمانز، جون؛ أوزموند، جيليان؛ لون، آنيليس فان؛ إيديما، بيت؛ تشابمان، روبين؛ درينان، جون؛ جاك، كيفن؛ راش، رونالد؛ مورغان، جاري؛ تشانغ، تشي؛ مونتيرو، مايكل (يونيو 2018). "تصوير المجهر الإلكتروني لنواة صابون الزنك في الطلاء الزيتي". المجهر والتحليل الدقيق . 24 (3): 318-322. رمز Bibcode : 2018MiMic..24..318H. doi : 10.1017/S1431927618000387. ISSN  1431-9276. PMID  29860951. S2CID  44166918.
مصادر المكتبة حول
المجهر الإلكتروني الماسح
  • الموارد الموجودة في مكتبتك
  • الموارد في المكتبات الأخرى
يحتوي موقع ويكيبيديا على كتاب حول موضوع: تكنولوجيا النانو
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ المجهر الإلكتروني الماسح .
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ صور المجهر الإلكتروني الماسح .
عام
  • HowStuffWorks – كيف تعمل المجاهر الإلكترونية الماسحة
  • تعلم كيفية استخدام المجهر الإلكتروني الماسح – بيئة تعليمية عبر الإنترنت للأشخاص الذين يرغبون في استخدام المجهر الإلكتروني الماسح. مقدمة من Microscopy Australia
  • المجهر الإلكتروني الماسح الافتراضي – Sparkler – محاكاة تفاعلية للمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)
  • التصوير المجهري الإلكتروني متعدد القنوات بالألوان – وباستخدام BSE
  • فيديو عن المجهر الإلكتروني الماسح، جامعة كارلسروه للعلوم التطبيقية
  • رسوم متحركة وتوضيحات حول أنواع مختلفة من المجاهر بما في ذلك المجاهر الإلكترونية (جامعة باريس الجنوبية)
تاريخ
  • تاريخ المجهر الإلكتروني الماسح البيئي (ESEM)
الصور
  • مرفق المجهر الإلكتروني ريبيل محفوظ في 19 مارس 2007 على موقع واي باك مشين. عشرات الصور (معظمها بيولوجية) من المجهر الإلكتروني الماسح من كلية دارتموث.
  • صور المجهر الإلكتروني الماسح للصبغة اللانثانويدية من معهد أبحاث أمراض العيون، موسكو.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=المجهر_الإلكتروني_المسحي&oldid=1252324768"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate