Rasterelektronenmicroscopen (SEM's) gebruiken een gefocusseerde elektronenbundel om afbeeldingen met hoge resolutie van monsters te maken. De straal wordt over het monster gescand en de gereflecteerde of uitgezonden elektronen worden gedetecteerd en gebruikt om een ​​beeld te creëren.

SEM's kunnen beelden produceren met een veel hogere resolutie dan lichtmicroscopen, en ze kunnen ook worden gebruikt om monsters te bekijken die niet transparant zijn voor licht. Dit maakt ze ideaal voor het bestuderen van de oppervlaktekenmerken van materialen, zoals scheuren, poriën en andere defecten.

Hier is een meer gedetailleerde uitleg van hoe SEM's werken:

1. De elektronenbundel wordt gegenereerd door een elektronenkanon. Het elektronenkanon bestaat uit een verwarmde gloeidraad die elektronen uitzendt. De elektronen worden versneld door een hoge spanning, doorgaans variërend van 1 tot 30 kilovolt (kV).

2. De elektronenbundel wordt gefocusseerd door een reeks elektromagnetische lenzen. De lenzen focusseren de straal op een zeer klein plekje, doorgaans met een diameter van ongeveer 1 tot 10 nanometer (nm).

3. De elektronenbundel wordt over het monster gescand. Het scannen gebeurt door twee sets elektromagnetische spoelen die de straal in de x- en y-richting afbuigen. De straal wordt gescand in een rasterpatroon, wat betekent dat deze in een reeks evenwijdige lijnen over het monster beweegt.

4. De gereflecteerde of uitgezonden elektronen worden gedetecteerd door een detector. De detector is meestal een scintillator die de elektronen omzet in fotonen. De fotonen worden vervolgens versterkt en gedetecteerd door een fotovermenigvuldigingsbuis.

5. De gedetecteerde elektronen worden gebruikt om een ​​beeld te creëren. Het beeld wordt pixel voor pixel opgebouwd, terwijl de elektronenbundel over het monster scant. De helderheid van elke pixel komt overeen met het aantal elektronen dat op dat punt werd gedetecteerd.

SEM's kunnen beelden produceren met een resolutie tot 1 nm, wat veel hoger is dan de resolutie van lichtmicroscopen. Dit maakt ze ideaal voor het bestuderen van de oppervlaktekenmerken van materialen, zoals scheuren, poriën en andere defecten. SEM's kunnen ook worden gebruikt om monsters te bekijken die niet transparant zijn voor licht, zoals metalen, keramiek en kunststoffen.

SEM's worden veel gebruikt op verschillende gebieden, waaronder materiaalkunde, techniek, biologie en geologie.