لقد أحدث الفحص المجهري ثورة في فهمنا للعالم المجهري، مما مكن العلماء من الكشف عن الهياكل المعقدة ودراسة المواد على المستوى النانوي. من بين المجاهر القوية المختلفة، يعد المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أداة لا غنى عنها لتصوير الأسطح بتفاصيل ودقة غير عادية.
في منشور المدونة هذا، سنلقي نظرة متعمقة على الأنواع المختلفة من المجاهر الإلكترونية الماسحة ونستكشف قدراتها وتطبيقاتها الفريدة.
المجهر الإلكتروني الماسح التقليدي (C-SEM)
المجهر الإلكتروني الماسح التقليدي، المعروف أيضًا باسم المجهر الإلكتروني الماسح أحادي الحزمة، هو النوع الأكثر شيوعًا. ويتكون من مصدر إلكتروني يولد شعاعًا إلكترونيًا عالي الطاقة، يتم تركيزه ومسحه ضوئيًا على سطح العينة. يلتقط كاشف الإلكترون الإشارة الناتجة ويبني صورة عالية الدقة. يعد C-SEM أداة متعددة الاستخدامات قادرة على تصوير مجموعة واسعة من العينات، بما في ذلك العينات البيولوجية والمواد وأجهزة أشباه الموصلات.
تم تصميم المجاهر الإلكترونية الماسحة البيئية لتحليل العينات في حالتها الطبيعية أو المائية، وبالتالي فهي مناسبة لدراسة العينات الهشة أو المائية. على عكس C-SEM، يمكن لـ ESEM التصوير تحت ظروف ضغط مختلفة دون الحاجة إلى إعداد عينة مكثفة. وهذا النوع من المجهر الإلكتروني الماسح مناسب بشكل خاص لعلوم الحياة والجيولوجيا والدراسات البيئية.
تستخدم المجاهر الإلكترونية لمسح انبعاث المجال بواعث المجال كمصدر للإلكترون لإنتاج حزم إلكترونية ذات كثافة لا تصدق، مما يؤدي إلى تحسين الدقة واكتشاف الإشارة. بفضل دقة المستوى الذري، تعد أجهزة FE-SEM مثالية لفحص المواد المتقدمة، وتحليل الجسيمات النانوية، ودراسة الهياكل النانوية. ولها تطبيقات في علوم المواد، وتكنولوجيا النانو، وأبحاث أشباه الموصلات.
تعمل LV-SEMs بجهد كهربائي منخفض نسبيًا مقارنةً بـ C-SEMs، مما يوفر ميزة واضحة لتصوير المواد غير الموصلة أو الحساسة للشعاع. من خلال العمل بجهد كهربائي منخفض، يقلل LV-SEM من تلف العينة ويعزز تصوير العينات المعزولة دون الحاجة إلى طبقات موصلة. ويمكن تطبيق LV-SEM على الأبحاث البيولوجية والبوليمرات والمواد سيئة التوصيل.
المجهر الإلكتروني الماسح بالضغط المتغير (VP-SEM)
يجمع المجهر الإلكتروني الماسح بالضغط المتغير بين إمكانيات المجهر الإلكتروني الماسح التقليدي والمجهر الإلكتروني الماسح المحيط لتصوير عينات ذات توافق محدود في الفراغ أو تكون عرضة للشحن السطحي. من خلال إدخال الغاز في غرفة المجهر الإلكتروني الماسح، تعمل VP-SEMs على تخفيف تأثيرات الشحن وتوفير تصوير عالي الدقة للمواد غير الموصلة. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات في علوم الطب الشرعي وعلم الآثار والحفاظ على الفن.
أصبحت المجاهر الإلكترونية الماسحة أدوات لا غنى عنها للباحثين في مجموعة متنوعة من المجالات. من C-SEM متعدد الاستخدامات إلى FE-SEM وESEM وLV-SEM وVP-SEM المتخصصة، توفر أنواع مختلفة من المجاهر الإلكترونية الماسحة إمكانات تصوير قوية تعتمد على خصائص ومتطلبات العينات المختلفة. تستمر هذه الأدوات الحديثة في دفع الاكتشافات العلمية، وتوسيع حدود فهمنا للعالم النانوي وفتح مجالات جديدة للبحث في مجالات مختلفة.