ESEM

[anatoliy1956]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Хотелось бы услышать ваше мнение об ESEM ( environmental scanning electron microscope). Есть некоторые микроскопы, например фирмы FEI, которые наряду со съемкой в высоком вакууме позволяют снимать и при низком. Как думаете, стоит ли овчинка выделки? Есть ли у данной технологии существенные недостатки? Конечно, понимаю, что при низком вакууме в любом случае не удастся получить разрешение, которое доступно при высоком, но все таки данная технология должна иметь свою нишу? При каких задачах удобнее всего использовать ESEM?

[Abkby]

Когда нельзя напылить неэлектропроводный образец. Или образцы "газят". Такие микроскопы есть у всех фирм, не только у FEI.

[anatoliy1956]

Ну, например, у Zeiss есть для плохопроводящих образцов система компенсации заряда. Интересно, в каком случае выгодее пользоваться системой компенсации заряда или ESEM, а в каких просто выгоднее напылить проводящую пленку (золото, углерод)?

[Abkby]

Если поставленные задачи можно решить используя напыление, то так и надо поступать. В низковакуумном режиме хуже и как разрешение, так и возможности EDS и EBSD, вплоть (в зависимости от вакуума) до полной невозможности их использования. Система компенсации заряда тоже не улучшает картинку, да и не панацея вовсе.

[anatoliy1956]

Хотелось бы узнать про эти задачи, которые нельзя решить обычным напыление проводящей пленки. В спецификациях прибора обычно пишут, что с помощью ESEM удобно смотреть полимеры, минералы, биологические ткани, лекарства. Попадалась статья, в которой ученые с помощью ESEM изучали костную ткань.

[Abkby]

[venelt]

[venelt]

[anatoliy1956]

В основном с проводящими, конечно. Среди непроводящих вызывают опасения различные полимеры, композитные материалы. В спецификациях ESEM приборов как раз и заявляется, что для полимеров они хорошо подходят. А как на счет разницы в цене по сравнению с классическими РЭМ?

[surik171]

Уважаемый топикастер,

Разные компании предлагают различные решения, которые не всегда можно объединять под одним понятием.

Итак есть две задачи, это удаление заряда с поверхности непроводящих образцов и работа в образцами содержащими легкоиспаряющиеся компоненты.

Система компенсации заряда https://fscimage.fishersci.com/images/D16058~.pdf . Поверхность бомбардируется положительно заряженными ионами например аргона, что позволяет снять часть электронов с поверхности образца, если образец непроводящий, это позволит улучшить картинку за счет разрядки поверхности, но все это происходим в условиях высокого вакуума, и как следствие если образец содержит легкоиспаряющуюся составляющую, то она будет таки испаряться, пачкать прибор и изменять образец.

Следующее это системы низкого вакуума, это режим работы прибора в условиях низкого вакуума в камере, (смотрите значения в спецификации http://www.jeolusa.com/PRODUCTS/ElectronOptics/ScanningElectronMicroscopesSEM/HVLVTungstenLaB6SEMs/JSM6610LV/tabid/555/Default.aspx ). Остаточный газ в камере снимает часть заряда с поверхности непроводящего образца, что позволяет уменьшить колличество артефактов на изображении, однако при этом этот же остаточный газ рассеивет электроны, что ухудшает качество изображения. В случае применения данного метода давление в камере гораздо выше чем в обычном (высооковакуумном режиме) что позволяет так же смотреть образцы сожержащие некоторое колличество быстроиспаряющегося компонента. В случае ESEM компании FEI успомянутом вами выше, речь идет о дополнительном применении охлаждаемого столика http://www.fei.com/uploadedFiles/Documents/Content/2006_06_ESEM_Cultured_an.pdf , это позволяет аоддерживать образец в замороженном состоянии (в случае если исользуется вода).

Если требуется еще больше поднять давление, например при работе с биологическими образцами содержащими большое колличество жидкости либо попробовать insitu исслдования, то для этого есть специальные ячейки (Environmental Holders ) и даже приборы http://www.jeolusa.com/PRODUCTS/ElectronOptics/ScanningElectronMicroscopesSEM/AtmosphericSEM/ClairScopeJASM6200/tabid/727/Default.aspx

таким образом постарайтесь сформулировать с какими образцами вы планируете работать и какте задачи решать и тогда станет ясно что из вышеперечисленного вам необходимо.

[venelt]

[Abkby]

[venelt]

Здорово, еще бы покрупнее увидеть. А при каком давлении они "еще жили"?

[Abkby]

[Eugene]

Режим низкого вакуума бывает очень полезен, когда вы снимаете пористые не проводящие вещества либо порошки. Их напыляй не напыляй, зарядка остается.

[Dusha]

Позвольте тоже свои две копейки, как говорят американы, внести.

По приборам:
1) надо четко различать приборы с низким вакуумом и environmental. Для задач снятия заряда с поверхности низковакуммные вполне подходят. В ESEM же можно сконденсировать жидкую воду.
2) надо иметь ввиду, что большинство ESEM на рынке идет с термоэмиссионными катодами, отсюда и проблемы с разрешением. Насколько мне известно, единственный аппарат с FEG - это Quanta от FEI.

По образцам:
1) для проводящих образцов смысла не имеет
2) для полимеров - надо иметь ввиду, что полимеры под пучком будут травиться
3) для стекла, камня, букашек, цветочков, сыра, супа, мороженного - других вариантов нет
4) для процессов течения жидкости, растворения, испарения, высыхания - других вариантов нет

Насчет того, что сильно падает разрешение - при давлении 100-150 Па на Quante легко получается 2-3нм, см картинку - это золотые кластеры на покровном стекле 2х2 см
При 0С давление насыщенного пара порядка 600Па и вода начинает конденсироваться на охлаждающем столике. Разрешение в этих условиях тоже порядка 3-5нм. Мы при таких параметрах смотрим как сохнет латекс.

[anatoliy1956]

Огромное спасибо за развернутые ответы! Как-то довольно равномерно у Вас наночастички золота на стекло сели. В основном видел картинки, когда обязательно пара-тройка частиц вместе слипалась. Как, интересно, наносили?

[Abkby]

[Dusha]

[Dusha]

Вот пример того, как латекс сохнет в микроскопе.