اف ای- اس ای ام

میکروسکوپ الکترونی روبشی که به آن Scanning Elecron Microscope یا به اختصار SEM می‌گویند، یکی از ابزارهای مورد استفاده در فناوری نانو است که با کمک بمباران الکترونی تصاویر اجسامی به کوچکی 10 نانومتر را برای مطالعه تهیه می‌کند. ساخت SEM سبب شد تا محققان بتوانند نمونه‌های بزرگ‌تر را به سادگی و با وضوح بیشتر مطالعه کنند. بمباران نمونه سبب می‌شود تا از نمونه، الکترون‌هایی به سمت صفحه دارای بار مثبت رها شود که این الکترون‌ها در آنجا تبدیل به سیگنال می‌شوند. حرکت پرتو بر روی نمونه مجموعه‌ای از سیگنال‌ها را فراهم می‌کند که بر این اساس میکروسکوپ می‌تواند تصویری از سطح نمونه را بر صفحه کامپیوتر نمایش دهد. SEM اطلاعات زیر را در خصوص نمونه در اختیار می‌گذارد:

- توپوگرافی نمونه: خصوصیات سطوح

- مورفولوژی: شکل، اندازه و نحوه قرارگیری ذرات در سطح جسم

- ترکیب: اجزایی که نمونه را می‌سازند

SEM وسیله‌ای است که به کمک آن می‌توان تصویر بزرگ‌تر از نمونه را با کمک الکترون‌های (به جای نور) خلق کرد. پرتویی از الکترون‌ها با کمک تفنگ الکترونی میکروسکوپ تولید می‌شود.

پرتوی الکترونی در خلاء به صورت عمودی از میکروسکوپ عبور می‌کند. سپس با عبور از میدان‌های الکترومغناطیسی و لنزهای ویژه به صورت متمرکز به نمونه تابانده می‌شوند. به محض برخورد پرتو با نمونه، الکترون‌ها و اشعه‌های ایکس از نمونه خارج می‌شوند.

سپس آشکارسازها پرتوهای ایکس، الکترون‌های اولیه و الکترون‌های ناشی از برخورد الکترون‌های اولیه با جسم را جمع‌آوری می‌کنند و آنها را به سیگنال مبدل کرده به صفحه نمایش (مانند صفحه تلویزیون) منتقل می‌کنند و به این طریق تصویر نهایی تهیه می‌شود.

قبل از هر کار باید آب از نمونه جدا شود چرا که آب در خلاء تبخیر می‌شود. تمامی فلزات رسانا هستند لذا نیازی به آماده‌سازی آنها برای تهیه تصویر با SEM نیست. موادی که جزء دسته فلزات نیستند، باید به وسیله یک لایه نازک رسانا پوشانده شوند. این کار به کمک ابزاری به نام پوشش‌دهنده انجام می‌شود که برای این کار از میدان الکتریکی و گاز آرگون استفاده می‌شود. برای این کار نمونه در یک محفظه‌ای که خلاء قرار داده می‌شود و گاز آرگون و میدان مغناطیسی سبب می‌شوند که الکترون از آرگون جدا شده و سبب شوند تا اتم‌ها بار مثبت داشته باشند. یون‌های آرگون توسط فویل طلای دارای بار منفی جذب می‌شوند. یون‌های آرگون به اتم‌های طلای سطح فویل طلا برخورد می‌کنند. این اتم‌های طلا روی سطح نمونه قرار می‌گیرند و سبب ایجاد یک پوشش رسانا از طلا بر سطح نمونه می‌شوند.