Поиск
Начните вводить и нажмите ввод для поиска
Главная / Электронные микроскопы

Электронные микроскопы

Помощник в выборе микроскопа

    Электронная микроскопия — один из наиболее широко используемых методов исследования структуры, состава и свойств  различных тел. Данный метод получил широкое распространение в различных областях фундаментальной и прикладной науки, в аналитике и в производстве. Методы электронной микроскопии отличаются универсальностью, однозначностью и легкостью  в интерпретации.  Объекты для электронной микроскопии:

    1. Практически любые твёрдые объекты
    2. Живые и коллоидные системы (требуется особая пробоподготовка)

    Какую информацию может дать электронный микроскоп:

    1. Информация о морфологии поверхности на малых масштабах (SEM) до долей нанометра
    2. Изучение внутренней структуры тонких образцов (TEM) на масштабах до межатомных расстояний. Изучение элементного состава поверхности исследуемого образца (EDX, WDX, µ-XRF)
    3. Изучение кристаллической структуры образца с высокой локальностью (EBSD, SAED)
    4. Получение информации о локальных физических свойствах образца (Модуль упругости, проводимость, люминесценция)

    Виды электронных микроскопов:

    1. Сканирующий электронный микроскоп(SEM)

    Предназначен для получения изображения поверхности объекта с высоким (до 0,4 нанометра) пространственным разрешением, информации о составе, строении и некоторых других свойствах приповерхностных слоёв. В процессе съёмки по поверхности образца перемещается тонкий электронный луч, вызывающий вторичные эффекты, улавливаемые детекторами.

    1. Просвечивающий электронный микроскоп(TEM)

    Прибор предназначен для изучения внутреннего строения исследуемого тонкого объекта.

    Изображение в данном случае получается с помощью проходящего через образец пучка электронов. Электронный пучок просвечивает образец, неоднородное рассеяние электронов разными участками образца дает двумерную картину распределения плотности прошедшего электронного потока.

    Обязательным условием для осуществления данного метода является использование специальной пробоподготовки.

    Это связано с тем, что исследуемый объект должен быть очень тонким, несколько десятков нанометров

    Рис.1. Схематичное изображение просвечивающего и сканирующего электронного микроскопов

    Наночастицы диоксида титана с нанесёнными наночастицами платины. Изображение получено на просвечивающем электронном микроскопе (TEM)

    Мезопористый диоксид кремния. Изображение получено на

    сканирующем электронном микроскопе (SEM)

    Электронный микроскоп

    Электронный микроскоп – инструмент, который позволяет увеличивать в сотни раз различные элементы, используя для этого электроны в качестве освещения. Электронная микроскопия на сегодняшний день является наиболее рациональным и эффективным способом проведения исследований. Она задействуется в разных сферах, включая лаборатории, медицину или производство.

    Каково устройство электронного микроскопа?

    Устройство электронного микроскопа включает в себя следующие компоненты:

    1. Магнитные линзы. Их устанавливается несколько, чтобы они могли создавать электромагнитные поля. Когда оператор меняет силу тока, электроны начинают менять свое движение. В результате они попадают прямо на образец, которые требуется проанализировать.
    2. Корпус устройства. Это металлическая основа, верхняя часть которой комплектуется источником электроном.
    3. Катод. Обычно в качестве такового используется нить накала из вольфрама.
    4. Люминесцентный экран или цифровая камера. Человек не воспринимает пучки электронов. Поэтому требуется дополнительный прибор, который преобразует цифровую информацию.

    Первые три компонента устройства объединяются в единый механизм. Он называется электронной колонной. Внутри нее обязательно должен быть вакуум, поскольку в противном случае направлять электроны не получится, они постоянно рассеиваются, смешиваются с молекулами воздуха, отталкиваются от них. Естественно, внутрь не должны попадать и другие вещества.

    Каков принцип работы электронного микроскопа?

    Когда используются обычные оптические микроскопы, то длина светового луча слишком большая. Поэтому раньше не получалось изучить мелкие образцы или компоненты в них. Чтобы была возможность изучения микродеталей, длину волны потребовалось сократить. Но световой луч сократить не получается. Поэтому и было принято решение использовать вместо него электроны. Длина их волны может быть намного меньше, чем у фотонов. Поэтому разрешение электронного микроскопа увеличивается в тысячи раз.

    Сами принцип получения снимков и изображений полностью аналогичный. Здесь располагается цифровая камера, которая «переводит» информацию от пучка электронов так, чтобы она была понятна человеку, могла восприниматься глазами.

    Каковы особенности метода электронной микроскопии?

    В электронном микроскопе вместо оптических линз используется электронный поток. Для этого обязательно используется вакуумная среда. Фокусировка электронов осуществляется с помощью магнитного поля. Оно создается специальными катушками.

    После получения информации она передается на специальный экран, который может делать фотографии. И уже непосредственно их изучают исследователи.

    Однако для того, чтобы получить качественные снимки электронного микроскопа, требуется соблюдение ряда условий:

    1. Исследуемый образец необходимо обработать и зафиксировать. Если он будет находиться в движении, тогда сделать качественное изображение не получится.
    2. Чтобы электроны двигались именно так, как требуется исследователю, должен создаваться вакуум.
    3. Исследуемый образец должен иметь минимальную ширину. В противном случае электроны не пройдут сквозь него нормально, что приведет к неверным, неточным результатам. Слишком толстые образцы вообще «не пробьют». Максимальная ширина должна быть 50 нм, лучше меньше. Поэтому для работы используются срезы.
    4. Исследуемый образец обязательно должен иметь равномерную ширину по всей поверхности. Поскольку идеально выполнить срез не получается, все образцы проходят предварительную механическую обработку. Чем точнее она, тем точнее результаты.

    Если не выполняются перечисленные условия, то снимки электронного микроскопа получаются некачественными, плохими. Нормально исследовать образцы не удастся.

    Каковы преимущества цифрового электронного микроскопа?

    Если сравнивать электронный и оптический микроскопы, то у первого множество преимущественных отличий. Вот лишь некоторые из них:

    • Снимки получаются с высоким разрешением. На изображениях доступно просмотреть даже атомы. Причем изучать исследуемый образец можно в режиме реального времени, это будут не просто снимки, а то, что происходит в текущий момент. Естественно, можно делать и изображения, сохранять таковые, чтобы изучать их в будущем;
    • Поскольку применяется рентгеновское излучение, то можно изучать не только изображения, но и химическую составляющую исследуемого образца. Спектральный анализ, входящий в список дополнительных опций, очень помогает в скорости исследований в различных областях;
    • Поскольку пользователь получает не только оптическое изображение, но и полную электронную информацию об образце, то можно определять дополнительные показатели. К примеру, часто определяются кристаллографические характеристики при проведении исследования. Это существенно расширяет область применения цифрового электронного микроскопа;
    • В ходе проведения исследования можно оказывать дополнительные воздействия на образец, наблюдать, как его отдельные компоненты реагируют. Чаще всего в лабораториях в качестве дополнительного воздействия используется намагничивание, нагрев, радиационное облучение, деформация и некоторые виды механического воздействия. Весь процесс реагирования образца можно зафиксировать на видео или сделать фотографии для дальнейшего изучения или составления отчетов.

    Также можно наблюдать за тем, как меняется рельеф поверхности в ходе воздействия на образец. Это позволяет просматривать реакцию не только самого вещества в целом, но и отдельных его атомов.

    Где можно купить электронный микроскоп?

    Поскольку речь идет о достаточно дорогом профессиональном оборудовании, то лучше работать только с проверенными продавцами и поставщиками. У них должны быть:

    • Лицензии на продажу;
    • Гарантии от производителя. Некоторые магазины предлагают собственную дополнительную гарантию;
    • Связи с сервисными центрами, чтобы не приходилось искать компанию, которая займется обслуживанием оборудования;
    • Приемлемая цена электронного микроскопа. Некоторые поставщики необоснованно завышают цены. Лучше просмотреть несколько предложений, чтобы было, с чем сравнивать.

    Также продавец должен понимать, какое оборудование он продает. Поэтому консультации должны обеспечиваться квалифицированными специалистами, способными объяснить тонкости работы оборудования, рассказать, как обращаться с техникой, чтобы она дольше прослужила.

    Какова цена электронного микроскопа?

    Стоимость устройства напрямую зависит от вида и производителя электронного микроскопа для лаборатории. Некоторые приспособления оснащаются дополнительными опциями, что тоже может повлиять на стоимость. В целом на формирование цены электронного микроскопа влияют следующие факторы:

    • Необходимость в приобретении дополнительного оборудования. Дело в том, что в чистом виде образцы не исследуются. Чтобы изображения получались качественными, требуется подготовка. И есть специальные устройства, с помощью которых она осуществляется;
    • Вид электронного микроскопа. На рынке представлены просвечивающие и сканирующие. У них примерно одинаковый принцип работы, но все-таки имеются некоторые нюансы. Поэтому подбирают устройства под конкретные задачи в лаборатории;
    • Производитель, марки и модели. Можно купить электронный микроскоп популярного производителя. Он обойдется дороже. А можно сэкономить и попробовать устройства новых поставщиков и компаний. Но тут есть риск купить не совсем качественное оборудование.

    Как выбрать электронный микроскоп для лаборатории?

    Чтобы правильно выбрать и купить электронный микроскоп, необходимо учитывать:

    1. Особенности использования.
    2. Навыки лаборантов и исследователей.
    3. Особенности исследуемых образцов.
    4. Внутренние технические возможности лаборатории.

    Также необходимо определить, какие исследования будут проводиться чаще всего. Дело в том, что микроскопы представлены в двух вариантах: просвечивающие и сканирующие.

    Просвечивающие позволяют получить изображение структуры исследуемого образца вплоть до атомов. Снимки или видео будут максимально четкими, что позволить визуально изучить объект.

    Сканирующие микроскопы тоже позволяют получить изображение, но оно будет трехмерным. Его применяют, если нужно подробно изучить структуру. Если же структура образца уже хорошо изучена и известна, то наблюдать за его состоянием при различных воздействиях удобнее через просвечивающее устройство.

    Для каких лабораторий покупают электронные микроскопы?

    Сфера использования электронных микроскопов лабораториями не ограничивается. Устройство полезно для:

    1. Технологий, связанных с хранением данных.
    2. Биологии и медицины. Используются преимущественно, чтобы контролировать качество продукции, например, медикаментов.
    3. Промышленности. Полезны преимущественно для химического или нефтегазового сектора.
    4. Научно-исследовательских лабораторий.

    В зависимости от направления деятельности лаборатории нужно выбирать соответствующее устройство. Цена электронного микроскопа растет, если покупают современное оборудование. Также стоимость может повышаться, если устройство оснащается дополнительными функциями. А если планируется покупка одновременно нескольких видов микроскопов, равно как оборудования для подготовки образцов, то можно рассчитывать на получение скидки.

    Для получения коммерческого предложения заполните форму