Los STEM combinan conceptos de SEM y TEM. Se puede hacer que los SEM y TEM existentes funcionen como un STEM, pero los beneficios del análisis y los tamaños de las sondas se reducen. Así que hablaré sobre las diferencias entre TEM y STEM dedicados (a diferencia de los SEM o TEM modificados).
Algunos antecedentes:
La descripción de Kristina Kučanda de SEM vs TEM donde SEM se basa en electrones reflejados desde la superficie de la muestra y TEM se basa en electrones transmitidos no es del todo precisa. Cuando una sonda electrónica (o haz) interactúa con las muestras, se producen muchos tipos de señales: por electrones secundarios (SE, por dispersión inelástica de electrones), electrones retrodispersados (BSE, dispersión elástica), rayos X (por electrones transiciones entre orbitales), electrones de barrena (electrones liberados debido al efecto de barrena), electrones difractados (en muestras cristalinas) y radiación de frenado ( Bremsstrahlung ) (y algunos más). Todas estas señales pueden estudiarse utilizando instrumentos similares con diferentes accesorios de detectores, pero cada uno proporciona información / información diferente sobre la muestra. Aunque cualquier interacción sonda-muestra genera todas estas señales, la intensidad de la señal de cada una depende de los voltajes de aceleración, la óptica electrónica, el tipo de detector + sesgos y la preparación / tipo de muestra. También hay, a veces, un acoplamiento cruzado significativo entre estas señales. Entonces, SEM y TEM son básicamente una colección de técnicas y ‘sensores’ que se mezclan y combinan según el problema.
Las siguientes imágenes muestran las diferentes modalidades de señal que se pueden usar para imágenes o análisis usando sondas de electrones.
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(Esta imagen muestra las señales comunes recogidas de muestras gruesas / voltajes de baja aceleración, como en el SEM).
(Solo FYI sobre lo que se supone que representan estas señales en la microscopía electrónica. EDS SEM . Las imágenes A y B muestran cómo se generan los SE y los BSE, las imágenes CDE y FGH muestran cómo se generan los rayos X y los electrones Auger. La imagen de la derecha muestra el volumen de interacción que representa el material con el que interactúa la sonda).
(Esta imagen muestra el tipo de señales disponibles cuando se aumentan los voltajes de aceleración y se diluyen las muestras, como en el Laboratorio TEM. IU Cryo EM )
En SEM común, generalmente utilizamos SE para imágenes (y en algunas situaciones BSE para cristalografía y rayos X para análisis). En STEM / TEM estamos interesados principalmente en la transmisión de electrones en el eje de alta energía para imágenes de campo claro a través de muestras transparentes a los electrones (muestras muy delgadas, <500 nm de espesor) o con electrones difractados (para muestras cristalinas).
¿Cuál es la diferencia entre el microscopio SEM y el microscopio STEM?
[Mierda, pensé que la pregunta era sobre las diferencias entre TEM y STEM, que encuentro más complicado y de eso se trata mi respuesta. Supongo que la discusión a continuación da algunos puntos principales sobre SEM vs STEM, es decir. diferentes voltajes de aceleración, diferentes modalidades de señal, diferentes lentes magnéticos, diferentes tipos de detectores y sesgos de detectores, diferentes posiciones de detectores, diferentes tipos de preparación de muestras ..]
(Esquemas TEM vs SEM de óptica electrónica, http://caur.uga.edu/Lenses.ppt )
Un TEM es similar a un microscopio óptico en el sentido de que se utiliza un flujo de haces de electrones para la iluminación (al igual que un flujo de luz en los microscopios de luz). Un STEM, por otro lado, es similar a los SEM en los que se utiliza un haz de electrones colimado / enfocado y estrecho para la iluminación. Este haz se escanea utilizando bobinas de escaneo (no disponible en TEM estándar). Debido a la naturaleza raster de este escaneo y bobinas de escaneo adicionales, STEM en general tiene más exposición al ruido. TEM por otro lado es un proceso paralelo.
La pila óptica para un STEM puede considerarse inversa a la de los TEM. La modalidad de imagen electrónica secundaria también está generalmente disponible en STEM (no en TEM). Los voltajes de aceleración (utilizados para acelerar los electrones en los haces) son similares para ambos. Cuando se opera el STEM usando condiciones TEM, las imágenes son más ruidosas. Por lo tanto, los STEM necesitan detectores más grandes para imágenes de campo claro.
La apertura objetiva en STEM se encuentra por encima de la muestra, pero en TEM se encuentra debajo de la muestra. Esto permite que se muestren imágenes con espesores mayores (~ 2um) usando STEM.
En el STEM, EDX (análisis de rayos X de dispersión de energía) tiene una resolución espacial más alta y SNR sobre TEM-EDX. En general, aunque ambas técnicas permiten modalidades similares, STEM facilita la implementación de algunas modalidades (captura de electrones Bragg y HOLZ usando detectores anulares de campo oscuro / ADF y ADF / HA-ADF de alto ángulo o contraste z).
Simplemente agregar detectores de electrones de transmisión a un SEM no funciona muy bien, ya que los SEM están diseñados para voltajes de aceleración más bajos. Y agregar escáneres a TEM tampoco es una gran estrategia porque la resolución se limita a través de diámetros de sonda grandes. Sin embargo, casi todos los proveedores han creado sus propias versiones con funcionalidad híbrida, por lo que las distinciones no siempre son muy claras.
Más detalles aquí:
http: //www.numis.northwestern.ed…
Página en www.spectral.se
En lo que respecta a la discusión (http://qr.ae/BMtZJ), los SEM y TEM tienen diferentes pilas de óptica de electrones, por lo que las dos funcionalidades son difíciles de combinar en una columna. Por lo tanto, PP preguntó si la referencia de KK a una máquina ‘ con capacidades SEM y TEM ‘ era en cambio un STEM, que puede funcionar como un SEM ya que posee bobinas de exploración, genera SE y puede equiparse con detectores de SE.
