Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Microscopio electrónico de barrido ambiental

Imágenes de fibras de lana en un microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM) mediante dos detectores de electrones retrodispersados ​​centelleantes plásticos simétricos....

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Imágenes de fibras de lana en un microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM) mediante dos detectores de electrones retrodispersados ​​centelleantes plásticos simétricos. Pseudocolor.
Esporas de hongos en una hoja de hierba limón, imagen SE, ElectroScan E3 ESEM
Fragmento de látex de poliestireno cristalizado, imagen SE obtenida con ElectroScan 2020 ESEM

El microscopio electrónico de barrido ambiental ( ESEM ) es un microscopio electrónico de barrido (SEM) que permite la opción de obtener micrografías electrónicas de muestras húmedas , sin recubrimiento o ambas, al permitir un entorno gaseoso en la cámara de muestras. Si bien hubo éxitos previos en la visualización de muestras húmedas en cámaras internas en SEM modificados, el ESEM, con sus detectores de electrones especializados (en lugar del detector Everhart-Thornley estándar ) y sus sistemas de bombeo diferencial, que permiten la transferencia del haz de electrones desde el alto vacío en el área del cañón a la alta presión alcanzable en su cámara de muestras, lo convierten en un instrumento versátil para la obtención de imágenes de muestras en su estado natural. El instrumento fue diseñado originalmente por Gerasimos Danilatos mientras trabajaba en la Universidad de Nueva Gales del Sur .

Historia

El primer prototipo ESEM del mundo

Comenzando con Manfred von Ardenne , [ 1 ] se informaron los primeros intentos del examen de especímenes dentro de celdas "ambientales" con agua o gas atmosférico, en conjunto con microscopios electrónicos de transmisión convencionales y de barrido . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Sin embargo, las primeras imágenes de especímenes húmedos en un SEM fueron reportadas por Lane en 1970 [ 6 ] cuando inyectó un chorro fino de vapor de agua sobre el punto de observación en la superficie del espécimen; el gas se difundió en el vacío de la cámara del espécimen sin ninguna modificación al instrumento. Shah y Beckett informaron el uso de celdas o cámaras bombeadas diferencialmente para presumiblemente mantener los especímenes botánicos conductores para permitir el uso del modo de corriente de espécimen absorbido para detección de señal en 1977 [ 7 ] y en 1979. [ 8 ] Spivak et al. En 1977 se informó sobre el diseño y uso de varias configuraciones de detección de celdas ambientales en un SEM, incluyendo bombeo diferencial o el uso de películas transparentes a los electrones para mantener las muestras en su estado húmedo. [ 9 ] Estas celdas, por su naturaleza, tenían un uso de aplicación limitado y no se realizó ningún desarrollo posterior. En 1974, Robinson informó sobre un enfoque mejorado [ 10 ] con el uso de un detector de electrones retrodispersados ​​y bombeo de vacío diferencial con una sola apertura y la introducción de vapor de agua a una presión de alrededor de 600 Pa a la temperatura de congelación. Sin embargo, ninguno de estos enfoques produjo un instrumento lo suficientemente estable para el funcionamiento rutinario. Al comenzar a trabajar con Robinson en 1978 en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sídney, Danilatos llevó a cabo un estudio cuantitativo exhaustivo y una experimentación que dieron como resultado un funcionamiento estable del microscopio a temperatura ambiente y altas presiones de hasta 7000 Pa, como se informó en 1979. [ 11 ] En los años siguientes, Danilatos, trabajando de forma independiente, publicó una serie de trabajos sobre el diseño y la construcción de un microscopio electrónico de barrido ambiental o atmosférico (ASEM) capaz de funcionar a cualquier presión desde el vacío hasta una atmósfera. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]Estos primeros trabajos implicaron la optimización del sistema de bombeo diferencial junto con detectores de electrones retrodispersados ​​(BSE) hasta 1983, cuando inventó el uso del propio gas ambiental como medio de detección. La década de 1980 cerró con la publicación de dos trabajos que trataban sobre los fundamentos del ESEM [ 16 ] y la teoría del dispositivo de detección gaseosa (GDD). [ 17 ] Además, en 1988, el primer ESEM comercial fue exhibido en Nueva Orleans por ElectroScan Corporation, [ 18 ] una empresa de capital riesgo que deseaba comercializar el ESEM de Danilatos. La empresa puso énfasis en el modo de electrones secundarios (SE) del GDD [ 19 ] y aseguró el monopolio del ESEM comercial con una serie de patentes clave adicionales. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Las empresas Philips y FEI [ 24 ] sucedieron a ElectroScan en el suministro de instrumentos ESEM comerciales. Con la expiración de patentes clave y la asistencia de Danilatos, LEO [ 24 ] añadió posteriormente nuevos instrumentos comerciales al mercado (sucedidos por Carl Zeiss SMT ). Hasta la fecha, se han reportado mejoras adicionales gracias al trabajo realizado con el prototipo experimental original ESEM en Sídney y a numerosos investigadores que utilizan el ESEM comercial en una amplia variedad de aplicaciones en todo el mundo. Danilatos compiló una bibliografía inicial en 1993 [ 25 ] , mientras que una revisión más reciente se puede encontrar en la tesis doctoral de Morgan (2005) [ 26 ] .

Microscopio

Esquema de un ESEM

Un ESEM emplea un haz de electrones escaneado y lentes electromagnéticas para enfocar y dirigir el haz sobre la superficie de la muestra de forma idéntica a un SEM convencional. Un punto de electrones enfocado muy pequeño (sonda) se escanea en forma de trama sobre una pequeña área de la muestra. Los electrones del haz interactúan con la capa superficial de la muestra y producen diversas señales (información) que se recogen con detectores adecuados. La salida de estos detectores modula, mediante la electrónica apropiada, la pantalla de un monitor para formar una imagen que corresponde a la pequeña trama y a la información, píxel a píxel, que emana de la superficie de la muestra. Más allá de estos principios comunes, el ESEM se desvía sustancialmente de un SEM en varios aspectos, todos ellos importantes para el correcto diseño y funcionamiento del instrumento. El esquema que se presenta a continuación destaca estos requisitos y cómo funciona el sistema. [ 27 ]

Bombeo diferencial

Contornos de isodensidad del gas que fluye a través de la abertura
Etapas básicas de presión de gas ESEM

La cámara de muestras que mantiene el entorno gaseoso de alta presión está separada del alto vacío de la columna de óptica electrónica con al menos dos pequeños orificios que habitualmente se denominan aberturas limitadoras de presión (PLA). El gas que se escapa a través de la primera abertura (PLA1) se elimina rápidamente del sistema con una bomba que mantiene una presión mucho menor en la región aguas abajo (es decir, inmediatamente encima de la abertura). [ 14 ] Esto se llama bombeo diferencial. Parte del gas escapa más lejos de la región de baja presión (etapa 1) a través de una segunda abertura limitadora de presión (PLA2) hacia la región de vacío de la columna superior, lo que constituye un bombeo diferencial de segunda etapa (etapa 2). Un diagrama esquemático muestra las etapas básicas de presión de gas del ESEM, incluyendo la cámara de muestras, la cavidad intermedia y la columna superior de óptica electrónica. [ 27 ] Las presiones correspondientes alcanzadas son p 0 >>p 1 >>p 2 , que es una condición suficiente para un microscopio que emplea un cañón de electrones de tipo tungsteno . Se pueden agregar etapas de bombeo adicionales para lograr un vacío aún mayor, como se requiere para un cañón de electrones de tipo LaB6 y emisión de campo. El diseño y la forma de una abertura limitadora de presión son críticos para obtener el gradiente de presión (transición) más pronunciado posible a través de ella. Esto se logra con un orificio hecho en una placa delgada y ahusado en la dirección aguas abajo, como se muestra en los contornos de isodensidad adjuntos de un gas que fluye a través del PLA1. Esto se hizo con una simulación computacional de las colisiones de las moléculas de gas y el movimiento a través del espacio en tiempo real. [ 28 ] [ 29 ] Podemos ver inmediatamente en la figura de los contornos de isodensidad del gas a través de la abertura que la densidad del gas disminuye en aproximadamente dos órdenes de magnitud a lo largo de unos pocos radios de la abertura. Esta es una demostración cuantitativamente clara de un primer principio que permite la separación de la cámara de muestras de alta presión de las regiones de baja presión y vacío superiores.

De esta manera, se han estudiado los campos de flujo de gas en diversas situaciones instrumentales, en las que posteriormente se ha cuantificado la transferencia del haz de electrones. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

Transferencia de haz de electrones

Transmisión del haz a lo largo del eje PLA1
faldas de electrones en la cámara principal y etapa intermedia

Mediante el bombeo diferencial, se genera un haz de electrones que se propaga libremente en el vacío de la columna superior, desde el cañón de electrones hasta PLA2. A partir de este punto, el haz pierde electrones gradualmente debido a la dispersión por las moléculas de gas. Inicialmente, la cantidad de dispersión de electrones es insignificante dentro de la cavidad intermedia, pero a medida que el haz encuentra un chorro de gas cada vez más denso formado por PLA1, las pérdidas se vuelven significativas. [ 29 ] Después de que el haz entra en la cámara de muestras, las pérdidas de electrones aumentan exponencialmente a una tasa que depende de la presión predominante, la naturaleza del gas y la tensión de aceleración del haz. La fracción del haz transmitida a lo largo del eje de PLA1 se puede observar mediante un conjunto de curvas características para un producto dado p 0 D, [ 29 ] donde D es el diámetro de la apertura. Finalmente, el haz de electrones se dispersa y se pierde por completo, pero antes de que esto ocurra, se retiene una cantidad útil de electrones en el punto focal original a lo largo de una distancia finita, que aún se puede utilizar para la obtención de imágenes. Esto es posible porque los electrones eliminados se dispersan y distribuyen sobre un área amplia como una falda ( falda de electrones ) que rodea el punto enfocado. [ 34 ] Debido a que el ancho de la falda de electrones es órdenes de magnitud mayor que el ancho del punto, con órdenes de magnitud menor densidad de corriente, la falda contribuye solo con ruido de fondo (señal) sin participar en el contraste generado por el punto central. Las condiciones particulares de presión, distancia y voltaje del haz sobre las cuales el haz de electrones sigue siendo útil para fines de imagen se han denominado régimen de oligodispersión [ 35 ] en distinción de los regímenes de dispersión simple, múltiple y plural utilizados en la literatura anterior.

Para un voltaje de aceleración del haz y un gas dados, la distancia L desde PLA1, sobre la cual es posible obtener imágenes útiles, es inversamente proporcional a la presión de la cámara p 0 . Como regla general, para un haz de 5 kV en el aire, se requiere que el producto p 0 L = 1 Pa·m o menos. Según este segundo principio de transferencia del haz de electrones, el diseño y la operación de un ESEM se centran en refinar y miniaturizar todos los dispositivos que controlan el movimiento y la manipulación de la muestra, y la detección de la señal. El problema se reduce entonces a lograr la precisión de ingeniería suficiente para que el instrumento opere cerca de su límite físico, lo que corresponde a un rendimiento óptimo y un rango de capacidades. [ 29 ] [ 32 ] Se ha introducido una figura de mérito para tener en cuenta cualquier desviación de una máquina dada con respecto a la capacidad de rendimiento óptimo. [ 32 ]

Detección de señales

El haz de electrones incide sobre la muestra y penetra hasta una cierta profundidad que depende del voltaje de aceleración y de la naturaleza de la muestra. A partir de la interacción resultante, se generan señales de la misma manera que en un SEM. Así, obtenemos electrones secundarios y retrodispersados, rayos X y catodoluminiscencia (luz). Todas estas señales también se detectan en el ESEM, pero con ciertas diferencias en el diseño del detector y los principios utilizados. [ 36 ]

electrones secundarios

El detector de electrones secundarios convencional del SEM ( detector Everhart-Thornley ) no se puede utilizar en presencia de gas debido a una descarga eléctrica (arco) causada por la polarización de kilovoltios asociada a este detector. En su lugar, se ha utilizado el propio gas ambiental como detector para la obtención de imágenes en este modo: [ 17 ]

Dispositivo de detección de gases
Dispositivo de detección de gases ESEM (GDD): principio de funcionamiento
Características de eficiencia del dispositivo de detección de gases en ESEM

En su forma simple, el dispositivo de detección gaseosa (GDD) emplea un electrodo con un voltaje de hasta varios cientos de voltios para recolectar los electrones secundarios en el ESEM. El principio de este detector SE se describe mejor considerando dos placas paralelas separadas por una distancia d con una diferencia de potencial V que genera un campo eléctrico uniforme E = V/d , y se muestra en el diagrama adjunto del GDD. [ 17 ] [ 27 ] Los electrones secundarios liberados de la muestra en el punto de impacto del haz son impulsados ​​por la fuerza del campo hacia el electrodo del ánodo, pero los electrones también se mueven radialmente debido a la difusión térmica por colisiones con las moléculas de gas. La variación de la fracción de recolección de electrones R dentro del radio del ánodo r vs. r/d , para valores fijos de polarización del ánodo V , a un producto constante de (presión·distancia) p·d = 1 Pa·m, viene dada por las curvas características de eficiencia del GDD adjuntas. Todos los electrones secundarios se detectan si los parámetros de este dispositivo están diseñados correctamente. Esto demuestra claramente que es posible alcanzar una eficiencia prácticamente del 100 % dentro de un pequeño radio del electrodo colector con una polarización moderada. A estos niveles de polarización, no se produce una descarga catastrófica. En cambio, se genera una multiplicación proporcional controlada de electrones a medida que estos colisionan con las moléculas de gas, liberando nuevos electrones en su camino hacia el ánodo. Este principio de amplificación por avalancha funciona de manera similar a los contadores proporcionales utilizados para detectar radiación de alta energía. La señal captada por el ánodo se amplifica y procesa para modular una pantalla y formar una imagen, como en un microscopio electrónico de barrido (SEM). Cabe destacar que, en este diseño y la amplificación de electrones gaseosos asociada, el producto p·d es un parámetro independiente, por lo que existe un amplio rango de valores de presión y geometría del electrodo que pueden describirse mediante las mismas características. La consecuencia de este análisis es que los electrones secundarios pueden detectarse en un entorno gaseoso incluso a altas presiones, dependiendo de la eficacia de ingeniería de cada instrumento. [ 17 ]

Como característica adicional del GDD, una avalancha de centelleo gaseoso también acompaña a la avalancha de electrones y, mediante la detección de la luz producida con un fotomultiplicador, se pueden generar rutinariamente imágenes SE correspondientes. La respuesta en frecuencia de este modo ha permitido el uso de velocidades de barrido de TV reales. [ 37 ] Este modo del detector ha sido empleado por una generación más reciente de instrumentos comerciales. [ 24 ] [ 33 ]

El GDD se hizo posible primero en el ESEM y produjo una eficiencia de recolección de SE prácticamente del 100% que no era posible anteriormente con el detector SE de Everhart-Thornley, donde las trayectorias libres de los electrones en el vacío no pueden curvarse todas hacia el detector. [ 17 ] Como se explica más adelante, los electrones retrodispersados ​​también pueden detectarse mediante las interacciones señal-gas, por lo que se deben controlar varios parámetros de este detector gaseoso generalizado para separar el componente BSE de la imagen SE. Por lo tanto, se ha tenido cuidado de producir imágenes SE casi puras con estos detectores, entonces llamados ESD (detector secundario ambiental) [ 38 ] y GSED (detector de electrones secundarios gaseosos). [ 39 ]

electrones retrodispersados

Detectores BSE óptimos en ESEM

Los electrones retrodispersados ​​(BSE) son aquellos que se emiten desde la muestra debido a las interacciones haz-muestra, donde los electrones experimentan dispersión elástica e inelástica . Tienen energías desde 50 eV hasta la energía del haz primario, según la definición convencional. Para la detección y obtención de imágenes con estos electrones, se han utilizado materiales centelleadores y de estado sólido en el SEM. Estos materiales se han adaptado y utilizado también en el ESEM, además del uso del GDD para la detección y obtención de imágenes de BSE. [ 40 ] [ 14 ]

Los electrones retrodispersados ​​(BSE) atraviesan el volumen gaseoso entre los electrodos del detector de dispersión de gas (GDD) y generan ionización adicional y amplificación por avalancha. Existe un volumen interno donde predominan los electrones secundarios con una contribución de BSE pequeña o insignificante, mientras que el volumen gaseoso externo es afectado principalmente por los BSE. Es posible separar los volúmenes de detección correspondientes para obtener imágenes de BSE casi puras con el GDD. La relación de la fuerza relativa de las dos señales, SE y BSE, se ha calculado mediante ecuaciones detalladas de distribución de carga en el microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM). [ 41 ] El análisis de electrodos planos es esencial para comprender los principios y requisitos involucrados y de ninguna manera indica la mejor opción de configuración de electrodos, como se discute en la teoría publicada del GDD. [ 17 ] [ 42 ]

Detectores adaptados

A pesar de los avances mencionados, los detectores BSE dedicados en el ESEM han desempeñado un papel importante, ya que el BSE sigue siendo un modo de detección útil que proporciona información imposible de obtener con SE. Los medios de detección BSE convencionales se han adaptado para operar en las condiciones gaseosas del ESEM. Los BSE de alta energía se autopropulsan hacia el detector correspondiente sin una obstrucción significativa por las moléculas de gas. Se han empleado detectores de estado sólido anulares o cuadrantes para este propósito, pero su geometría no se adapta fácilmente a los requisitos del ESEM para un funcionamiento óptimo. Como resultado, no se ha informado de un uso significativo de estos detectores en instrumentos ESEM genuinos a alta presión. El detector BSE "Robinson" [ 40 ] está ajustado para operar hasta aproximadamente 100 Pa a la distancia de trabajo habitual de los SEM convencionales para la supresión de la carga de la muestra, mientras que la recolección de electrones a corta distancia de trabajo y en condiciones de alta presión lo hace inadecuado para el ESEM. Sin embargo, se han utilizado materiales centelleadores plásticos, fácilmente adaptables, para BSE y se han fabricado a medida según los requisitos más estrictos del sistema. Dicho trabajo culminó en el uso de un par de detectores en forma de cuña montados sobre un PLA1 cónico y adyacentes a su borde, de modo que el espacio muerto de detección se reduce al mínimo, como se muestra en la figura adjunta de detectores BSE óptimos . [ 14 ] La conducción de fotones también se optimiza mediante la geometría de las guías de luz, mientras que el par de detectores simétricos permite la separación de la topografía (sustracción de señal) y el contraste del número atómico (adición de señal) de la superficie de la muestra para mostrarse con la mejor relación señal-ruido jamás vista. Este esquema ha permitido además el uso del color mediante la superposición de varias señales de manera significativa. [ 43 ] Estos detectores simples pero especiales fueron posibles en las condiciones de ESEM, ya que el plástico desnudo no se carga por el BSE. Se ha propuesto una malla de alambre muy fina con el espaciado apropiado [ 44 ] como GDD cuando hay gas presente y para conducir la carga negativa lejos de los detectores de plástico cuando se bombea el gas, hacia un ESEM universal. Dado que la electrónica asociada incluye un fotomultiplicador con una amplia respuesta en frecuencia, se dispone de velocidades de barrido de TV reales. Esta es una característica que se debe mantener con un ESEM que permite examinar procesos in situ en tiempo real. [ 37 ] [ 45 ] En comparación, aún no se ha informado de ninguna imagen de este tipo con el modo de avalancha de electrones del GDD (a marzo de 2025).

El uso de detectores BSE centelleantes en ESEM es compatible con el GDD para la detección simultánea de SE, en parte reemplazando el electrodo del plano superior con un electrodo de aguja de punta fina (detector), que se puede acomodar fácilmente con estos detectores BSE centelleantes. También se han estudiado el detector de aguja y la geometría cilíndrica (cable). [ 17 ]

Catodoluminiscencia

La catodoluminiscencia es otro modo de detección que involucra los fotones generados por la interacción haz-muestra. Se ha demostrado que este modo también funciona en ESEM mediante el uso de guías de luz después de haberles retirado el recubrimiento centelleador utilizado previamente para la detección de BSE. Sin embargo, se sabe poco sobre su uso fuera del prototipo experimental probado originalmente. [ 46 ] Claramente, ESEM tiene ventajas en este modo de detección en comparación con SEM, ya que se puede examinar la superficie natural de cualquier muestra en el proceso de imagen. La catodoluminiscencia es una propiedad de los materiales, pero debido a los diversos tratamientos de muestra requeridos y otras limitaciones en SEM, este modo de detección no ha sido popular en el pasado. Sin embargo, ahora está disponible para el examen de superficies de muestras sin tratar. [ 46 ]

rayos X

Los rayos X elementales característicos producidos también en el ESEM pueden ser detectados por los mismos detectores utilizados en el SEM. Sin embargo, existe una complejidad adicional derivada de los rayos X producidos por la falda de electrones. Estos rayos X provienen de un área mayor que en el SEM y la resolución espacial se reduce significativamente, ya que las señales de rayos X de "fondo" no pueden simplemente "suprimirse" del volumen de interacción de la sonda. Sin embargo, se han propuesto varios esquemas para resolver este problema. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] Estos métodos incluyen el enmascaramiento de puntos o la técnica de extrapolación mediante la variación de la presión y la calibración de los efectos de la falda, con lo cual se ha logrado una mejora.

Corriente de muestra

En el SEM de vacío, el modo de corriente absorbida de la muestra se utiliza como modo alternativo para la obtención de imágenes de muestras conductoras. La corriente de la muestra resulta de la diferencia entre la corriente del haz de electrones y la suma de las corrientes SE y BSE. Sin embargo, en presencia de gas y la ionización resultante, sería problemático separar este modo de detección del dispositivo de detección de gases que opera generalmente . Por lo tanto, este modo, por definición, puede considerarse insostenible en el ESEM. Shah y Becket [ 8 ] asumieron el funcionamiento del modo de corriente absorbida de la muestra si se aseguraba la conductividad de la muestra durante el examen de muestras botánicas húmedas; de hecho, Shah en 1987 [ 51 ] todavía consideraba los productos de ionización en gas por SE y BSE como un obstáculo formidable, ya que creía que la ionización no contenía ninguna información sobre la muestra. Sin embargo, más tarde aceptó el papel correcto de la ionización gaseosa durante la formación de imágenes. [ 52 ]

Carga de la muestra

El haz de electrones que incide sobre muestras aislantes acumula carga negativa, lo que crea un potencial eléctrico que tiende a desviar el haz de electrones del punto escaneado en el SEM convencional. Esto aparece como artefactos de carga en la imagen, que se eliminan en el SEM mediante la deposición de una capa conductora sobre la superficie de la muestra antes del examen. En lugar de este recubrimiento, el gas en el ESEM es eléctricamente conductor, lo que impide la acumulación de carga negativa. La buena conductividad del gas se debe a la ionización que sufre por el haz de electrones incidente y las señales SE y BSE ionizantes. [ 53 ] [ 54 ] Este principio constituye otra desviación de la microscopía electrónica de vacío convencional.

La microscopía electrónica de barrido por contraste de carga es un modo de imagen que permite obtener imágenes de microestructuras invisibles en materiales aislantes [ 55 ] y fósiles [ 56 ] . Esta técnica se ha utilizado para detectar cambios en minerales que reflejan diferencias composicionales. Dado que la carga se suprime en la microscopía electrónica de barrido por contraste de carga (ESEM) a una presión de gas suficiente, es posible regular la cantidad de carga variando la presión entre el vacío de la SEM y una presión baja, mientras se observan los efectos de la variación del contraste de carga. Véanse ejemplos con una serie de imágenes , cuatro imágenes del mismo campo y superposición de colores [ 17 ] [ 42 ] [ 50 ] [ 46 ] [ 57 ] .

Contraste y resolución

Como consecuencia del funcionamiento del ESEM, la resolución se conserva en relación con el SEM. Esto se debe a que el poder de resolución del instrumento está determinado por el diámetro del haz de electrones, que no se ve afectado por el gas a lo largo de la distancia de recorrido útil antes de perderse por completo. [ 34 ] Esto se ha demostrado en los ESEM comerciales que proporcionan los puntos de haz más finos mediante la obtención de imágenes de muestras de prueba, por ejemplo, partículas de oro sobre un sustrato de carbono , tanto en vacío como en gas. Sin embargo, el contraste disminuye en consecuencia, ya que la sonda de electrones pierde corriente con la distancia de recorrido y el aumento de la presión. La pérdida de intensidad de corriente, si es necesario, puede compensarse aumentando la corriente del haz incidente, lo que conlleva un aumento del tamaño del punto. Por lo tanto, la resolución práctica depende del contraste original de la muestra de una característica determinada, del diseño del instrumento, que debe proporcionar pérdidas mínimas de haz y señal, y de que el operador seleccione los parámetros correctos para cada aplicación. Los aspectos de contraste y resolución se han determinado de forma concluyente en el trabajo de referencia sobre los fundamentos del ESEM [ 58 ] y otros trabajos relacionados. [ 32 ] [ 30 ] [ 59 ] [ 31 ] Además, en relación con esto, debemos considerar los efectos de la radiación sobre la muestra. [ 60 ]

Transferencia de muestras

La mayoría de los instrumentos disponibles ventilan su cámara de muestras a la presión ambiente (100 kPa) con cada transferencia de muestra. Se debe bombear un gran volumen de gas y reemplazarlo con el gas de interés, generalmente vapor de agua suministrado desde un depósito de agua conectado a la cámara mediante una válvula reguladora de presión (por ejemplo, de aguja). En muchas aplicaciones esto no presenta problemas, pero en aquellas que requieren una humedad relativa del 100% ininterrumpida, se ha observado que la eliminación del gas ambiente conlleva una disminución de la humedad relativa por debajo del 100% durante la transferencia de la muestra. [ 61 ] Esto claramente contradice el propósito mismo del ESEM para este tipo de aplicaciones. Sin embargo, este problema no surge con el prototipo original del ESEM que utiliza una cámara de transferencia de muestras intermedia, de modo que la cámara principal se mantiene siempre al 100% de humedad relativa sin interrupción durante un estudio. [ 62 ] La cámara de transferencia de muestras (tr-ch) que se muestra en el diagrama de las etapas de presión de gas del ESEM contiene un pequeño depósito de agua para que el aire ambiente inicial pueda bombearse rápidamente y reemplazarse prácticamente instantáneamente con vapor de agua sin pasar por un tubo y una válvula de conductancia limitada. La cámara principal de muestras puede mantenerse al 100 % de humedad relativa, si la única fuga de vapor es a través del pequeño PLA1, pero no durante el bombeo violento con cada cambio de muestra. Una vez que la muestra húmeda está en equilibrio con el 100 % de humedad relativa en la cámara de transferencia, en segundos, se abre una válvula de compuerta y la muestra se transfiere a la cámara principal de muestras mantenida a la misma presión. Un enfoque alternativo que implica el bombeo controlado de la cámara principal [ 61 ] puede no resolver el problema por completo, ya sea porque no se puede alcanzar el 100 % de humedad relativa de forma monótona sin ningún secado, o porque el proceso es muy lento; la inclusión de un depósito de agua dentro de la cámara principal significa que no se puede reducir la humedad relativa hasta que se haya bombeado toda el agua (es decir, un control defectuoso de la humedad relativa). Véase «Operación» en la página 238 de los Fundamentos de ESEM. [ 63 ]

Efectos de la radiación

Durante la interacción de un haz de electrones con una muestra, es casi inevitable que esta sufra cambios de diversa magnitud. Estos cambios, o efectos de la radiación, pueden o no ser visibles tanto en SEM como en ESEM. Sin embargo, dichos efectos son particularmente importantes en el ESEM, que permite visualizar las muestras en su estado natural. La eliminación del vacío representa un gran avance en este sentido, por lo que cualquier efecto perjudicial derivado del propio haz de electrones requiere especial atención. La mejor manera de abordar este problema es reducir estos efectos al mínimo absoluto mediante un diseño óptimo del ESEM. Además, el usuario debe ser consciente de su posible existencia durante la evaluación de los resultados. Generalmente, estos efectos aparecen en las imágenes de diversas formas debido a las diferentes interacciones y procesos entre el haz de electrones y la muestra. [ 60 ]

La introducción de gas en un microscopio electrónico supone una nueva dimensión. Así, las interacciones entre el haz de electrones y el gas, junto con las interacciones del gas (y sus subproductos) con la muestra, abren un nuevo campo de investigación con consecuencias aún desconocidas. Algunas de estas consecuencias pueden parecer desventajosas al principio, pero superarse posteriormente; otras pueden generar resultados inesperados. La fase líquida en la muestra, con radicales móviles, puede dar lugar a diversos fenómenos, como daños en la muestra, pero también permite la obtención de imágenes directas de estructuras moleculares. [ 64 ] [ 65 ]

Ventajas

La presencia de gas alrededor de una muestra crea nuevas posibilidades únicas para ESEM: (a) la microscopía electrónica de fase líquida [ 66 ] es posible ya que cualquier presión mayor de 609 Pa permite que el agua se mantenga en su fase líquida para temperaturas superiores a 0  °C, a diferencia del SEM donde las muestras se desecan por la condición de vacío. (b) Las muestras eléctricamente no conductoras no requieren las técnicas de preparación utilizadas en SEM para hacer que la superficie sea conductora, como la deposición de un recubrimiento delgado de oro o carbono, u otros tratamientos, técnicas que también requieren vacío en el proceso. Las muestras aislantes se cargan por el haz de electrones, lo que hace que la obtención de imágenes sea problemática o incluso imposible. (c) El gas mismo se utiliza como medio de detección, lo que produce nuevas posibilidades de obtención de imágenes, a diferencia de los detectores SEM de vacío. (d) Los detectores BSE centelleantes de plástico simple pueden operar sin recubrimiento sin carga. Por lo tanto, estos detectores producen la mayor relación señal-ruido posible con el menor voltaje de aceleración posible, porque los electrones retrodispersados ​​no disipan energía en un recubrimiento de aluminio utilizado para el microscopio electrónico de barrido de vacío. [ 45 ]

Como resultado, las muestras se pueden examinar de forma más rápida y sencilla, evitando métodos de preparación complejos y laboriosos, sin modificar la superficie natural ni crear artefactos por el trabajo de preparación previo o el vacío del SEM. Las interacciones gas/líquido/sólido se pueden estudiar dinámicamente in situ y en tiempo real, o registrarse para su posterior procesamiento. Las variaciones de temperatura desde bajo cero hasta más de 1000  °C y diversos dispositivos auxiliares para la micromanipulación de muestras se han convertido en una nueva realidad. Las muestras biológicas se pueden mantener frescas y vivas. [ 45 ] Por lo tanto, el ESEM constituye un avance radical con respecto a la microscopía electrónica convencional, donde la condición de vacío impedía que las ventajas de la obtención de imágenes mediante haz de electrones se generalizaran. [ 67 ]

Desventajas

La principal desventaja surge de la limitación de la distancia en la cámara de muestras sobre la cual el haz de electrones permanece utilizable en el entorno gaseoso. La distancia útil de la muestra con respecto al PLA1 es función del voltaje de aceleración, la corriente del haz, la naturaleza y la presión del gas, y del diámetro de la apertura utilizada. [ 29 ] [ 32 ] Esta distancia varía desde aproximadamente 10  mm hasta una fracción de milímetro, ya que la presión del gas puede variar desde un vacío bajo hasta una atmósfera. Para un funcionamiento óptimo, tanto el fabricante como el usuario deben ajustarse, en el diseño y la operación, para satisfacer este requisito fundamental. Además, como la presión se puede reducir a un nivel muy bajo, un ESEM volverá a operar como un SEM típico sin las desventajas mencionadas. Por lo tanto, se pueden intercambiar las características del ESEM con las del SEM operando en vacío. Una conciliación de todas estas desventajas y ventajas se puede lograr con un ESEM universal diseñado y operado adecuadamente. [ 31 ] [ 32 ]

La limitación de la distancia útil de la muestra viene acompañada de la mínima magnificación posible, ya que a presiones muy altas la distancia se reduce tanto que el campo de visión queda limitado por el tamaño del PLA1. En el rango de muy baja magnificación del SEM, que se superpone a la magnificación superior de un microscopio óptico, el campo superior se ve limitado en diversos grados por el modo ESEM. El grado de esta limitación depende en gran medida del diseño del instrumento. [ 31 ] [ 32 ]

Dado que los rayos X también se generan por el gas circundante y provienen de una superficie de muestra mayor que en el microscopio electrónico de barrido (SEM), se requieren algoritmos especiales para deducir los efectos del gas en la información extraída durante el análisis.

La presencia de gas puede producir efectos no deseados en ciertas aplicaciones, pero el alcance de estos solo se aclarará a medida que se realicen más investigaciones y desarrollos para minimizar y controlar los efectos de la radiación .

Hasta el año 2009, no existía ningún instrumento comercial disponible que cumpliera con todos los principios de un diseño óptimo, por lo que cualquier limitación adicional que se mencione es característica de los instrumentos existentes y no de la técnica ESEM en general. [ 67 ]

Transmisión ESEM

El ESEM también puede utilizarse en modo de transmisión (TESEM) mediante la detección adecuada de las señales de campo claro y oscuro transmitidas a través de una sección delgada de la muestra. Esto se logra empleando detectores de estado sólido debajo de la muestra, [ 68 ] o mediante el uso del dispositivo de detección gaseosa (GDD). [ 69 ] Los voltajes de aceleración generalmente bajos utilizados en el ESEM mejoran el contraste de las muestras sin teñir, a la vez que permiten la obtención de imágenes con resolución nanométrica, como se logra en el modo de transmisión, especialmente con cañones de electrones de emisión de campo.

ESEM-DIA

ESEM-DIA es una abreviatura que designa un sistema compuesto por un microscopio ESEM acoplado a un programa de análisis de imágenes digitales (DIA). Permite el tratamiento cuantitativo directo de las imágenes ESEM adquiridas digitalmente y posibilita el reconocimiento y procesamiento de imágenes mediante aprendizaje automático basado en redes neuronales. [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]

Aplicaciones

Algunas aplicaciones representativas de ESEM se encuentran en las siguientes áreas: [ 45 ]

Biología

Una aplicación temprana implicó el examen de material vegetal fresco y vivo, incluyendo un estudio de Leptospermum flavescens . [ 73 ] Se han demostrado las ventajas de ESEM en estudios de microorganismos [ 38 ] y una comparación de técnicas de preparación. [ 74 ]

Medicina y medicina

La influencia de los fármacos en las células cancerosas se ha estudiado con ESEM-STEM en fase líquida. [ 75 ]

Arqueología

En la ciencia de la conservación, a menudo es necesario preservar los especímenes intactos o en su estado natural. [ 76 ]

Industria

Se han realizado estudios ESEM en fibras de la industria lanera con y sin tratamientos químicos y mecánicos específicos. [ 77 ] En la industria cementera, es importante examinar diversos procesos in situ en estado húmedo y seco. [ 78 ] [ 79 ]

Estudios in situ

Los estudios in situ pueden realizarse con la ayuda de varios dispositivos auxiliares. Estos han incluido plataformas calientes para observar procesos a temperaturas elevadas, [ 80 ] microinyectores de líquidos [ 81 ] y dispositivos de extensión o deformación de muestras. [ 82 ]

Ciencia general de los materiales

Los biofilms se pueden estudiar sin los artefactos introducidos durante la preparación SEM, [ 83 ] [ 84 ] así como la dentina [ 85 ] y los detergentes [ 86 ] se han investigado desde los primeros años de ESEM.

ESEM comercial

El ESEM ha aparecido bajo diferentes nombres de marca de fabricación. El término ESEM es un nombre genérico introducido públicamente por primera vez en 1980 [ 87 ] [ 88 ] y posteriormente utilizado ininterrumpidamente en todas las publicaciones de Danilatos y casi todos los usuarios de todos los instrumentos tipo ESEM. La marca registrada ELECTROSCAN ESEM se obtuvo intermitentemente hasta 1999, cuando se dejó caducar. La palabra «ambiental» se introdujo originalmente como continuación del uso previo (histórico) de celdas «ambientales» en microscopía de transmisión, aunque la palabra «atmosférico» también se ha utilizado para referirse a un ESEM a una atmósfera de presión (ASEM) [ 14 ] pero no con ningún instrumento comercial. Otros fabricantes competidores han utilizado los términos "Natural SEM" [ 89 ] (Hitachi), "Wet-SEM" [ 90 ] (ISI), "Bio-SEM" (de corta duración, AMRAY), "VP-SEM" [ 91 ] (SEM de presión variable; LEO/Zeiss-SMT), "LVSEM" [ 92 ] (SEM de bajo vacío, que a menudo también denota SEM de bajo voltaje; [ 93 ] JEOL), todos los cuales parecen ser transitorios en el tiempo según los programas de fabricación vigentes. Hasta hace poco, todos estos nombres se referían a instrumentos que operaban hasta aproximadamente 100 Pa y solo con detectores BSE. Últimamente, el Zeiss-SMT VP-SEM se ha extendido a presiones más altas junto con una ionización gaseosa o centelleo gaseoso como mecanismo SE para la formación de imágenes. Por lo tanto, es inapropiado identificar el término ESEM con una sola marca de instrumento comercial en yuxtaposición con otras marcas comerciales (o de laboratorio) competidoras con nombres diferentes, ya que puede surgir cierta confusión debido al uso anterior de marcas registradas. [ 31 ]

De manera similar, el término GDD es genérico y abarca todo el novedoso principio de detección de gases en ESEM. Los términos ESD y GSED, en particular, se han utilizado junto con un ESEM comercial para denotar el modo de electrones secundarios de este detector. [ 31 ]

A continuación se muestran ejemplos de imágenes tomadas con un microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM).

Referencias

  1. ↑ M. Von Ardenne y D. Beischer (1940). "Untersuchung von Metalloxyd-rauchen mit dem Universal-Elektronenmikroskop" . Z. Elektrochem . 46 (4): 270– 277. doi : 10.1002/bbpc.19400460406 . S2CID 137136299 . 
  2. ↑ Abrams IM, McBain JW (1944). "Una celda cerrada para microscopía electrónica". Journal of Applied Physics . 15 (8): 607– 609. Bibcode : 1944JAP....15..607A . doi : 10.1063/1.1707475 . PMID 17746136 . 
  3. ↑ Stoyanova IG (1961). "Uso de microcélulas de gas en microscopía electrónica". Akademiya Nauk SSSR Isvestiya, Ser. Fizicheskaya . 25 : 715-721 .
  4. ↑ Swif JA, Brown AC (1970). "Una celda ambiental para el examen de muestras biológicas húmedas a presión atmosférica mediante microscopía electrónica de barrido por transmisión". J. Phys. E . 3 (11): 924– 926. Bibcode : 1970JPhE....3..924S . doi : 10.1088/0022-3735/3/11/426 . PMID 5483870 . 
  5. ↑ Parsons DF; Matricardi VR; Moretz RC; Turner JN (1974). Microscopía electrónica y difracción de objetos biológicos húmedos, sin teñir ni fijar . Avances en física biológica y médica. Vol. 15. Elsevier. págs. 161–271 . doi : 10.1016/b978-0-12-005215-8.50012-7 . ISBN   9780120052158. PMID 4135010 . 
  6. ↑ Lane, WC (1970). "La etapa de control ambiental". Microscopía electrónica de barrido . págs. 43–48 . 
  7. ↑ Shah JS (1977). Mejoras en o relacionadas con las plataformas de muestras para instrumentos de haz de electrones. Patente británica n.º 1477458.
  8. 1 2 Shah, J; Beckett, A (1979). "Una evaluación preliminar de la microscopía electrónica de barrido a temperatura ambiente en ambiente húmedo". Micron . 10 : 13– 23. doi : 10.1016/0047-7206(79)90015-3 .
  9. ↑ Spivak GV, Rau EI, Karelin NM, Mishustina IE (1977). Microscopía electrónica de barrido de objetos húmedos, vivos y congelados. Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. 41, 11:2238–2251 (en ruso).
  10. ↑ Robinson, VNE (1975). "Una modificación de platina húmeda para un microscopio electrónico de barrido". Journal of Microscopy . 103 (1). Wiley: 71– 77. doi : 10.1111/j.1365-2818.1975.tb04538.x . ISSN 0022-2720 . PMID 1173604. S2CID 35012401 .   
  11. ↑ Danilatos, GD; Robinson, VNE (1979). "Principios de la microscopía electrónica de barrido a altas presiones de muestra" . Scanning . 2 (2): 72– 82. doi : 10.1002/sca.4950020202 .
  12. ↑ Danilatos, GD (1981). "Diseño y construcción de un SEM atmosférico o ambiental (parte 1)" . Scanning . 4 : 9–20 . doi : 10.1002/sca.4950040102 .
  13. ↑ Danilatos, GD; Postle, R. (1983). "Diseño y construcción de un SEM atmosférico o ambiental (parte 2)" . Scanning . 14 : 41–52 . doi : 10.1016/0047-7206(83)90030-4 .
  14. 1 2 3 4 5 Danilatos, GD (1985). "Diseño y construcción de un SEM atmosférico o ambiental (parte 3)" . Scanning . 7 : 26–42 . doi : 10.1002/sca.4950070102 .
  15. ↑ Danilatos, GD (1990). "Diseño y construcción de un SEM ambiental (parte 4)" . Scanning . 12 : 23–27 . doi : 10.1002/sca.4950120105 .
  16. ↑ Danilatos (1988)
  17. 1 2 3 4 5 6 7 8 Danilatos, GD (1990). "Teoría del dispositivo detector gaseoso en el ESEM" . Avances en electrónica y física electrónica . Vol. 78. Academic Press. págs. 1–102 .  
  18. ↑ Palucka, Tim. "Microscopía electrónica en la década de 1980" . Instituto Dibner para la Historia de la Ciencia y la Tecnología.
  19. ↑ Mancuso, JF; Maxwell, WB; Danilatos, GD Patente estadounidense 4,785,182 presentada el 21 de mayo de 1987. "Detector de electrones secundarios para uso en atmósfera gaseosa"
  20. ↑ Danilatos, GD "Método y aparato para un microscopio electrónico de barrido atmosférico" Patente estadounidense 4,596,928 presentada el 14 de mayo de 1984
  21. ↑ Danilatos, GD "Dispositivo detector de gases multipropósito para microscopio electrónico" Patente estadounidense 4,992,662 presentada el 13 de septiembre de 1989
  22. ↑ Danilatos, GD, Lewis, GC "Sistema integrado de detección de señal de bombeo diferencial/óptico electrónico/imagen para un microscopio electrónico de barrido ambiental" Patente estadounidense 4,823,006 presentada el 19 de febrero de 1988
  23. ↑ Danilatos, GD "Detector de electrones para uso en un entorno gaseoso" Patente estadounidense 4,897,545 presentada el 14 de octubre de 1988
  24. 1 2 3 Palucka, Tim. "Microscopía electrónica en la década de 1990" . Instituto Dibner para la Historia de la Ciencia y la Tecnología.
  25. ↑ Danilatos, GD (1993). "Bibliografía de microscopía electrónica de barrido ambiental" ( PDF) . Microscopy Research and Technique . 25 ( 5–6 ): 529–34 . doi : 10.1002/jemt.1070250526 . PMID 8400449. S2CID 45929317 .  
  26. ↑ Morgan SW (2005). Detección de electrones secundarios gaseosos y amplificación en cascada en el microscopio electrónico de barrido ambiental . Tesis doctoral, Universidad Tecnológica de Sídney, Australia.
  27. 1 2 3 Danilatos GD (1997). "Microscopía electrónica de barrido ambiental" (PDF) . En Gai, PL (ed.). Microscopía in situ en la investigación de materiales . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. pp. 14–44 . ISBN  978-1-4615-6215-3.
  28. ↑ Danilatos GD (2000). Bartel TJ, Gallis MA (eds.). " Estudio de simulación directa de Monte Carlo del flujo en orificios. Dinámica de gases enrarecidos: 22.º Simposio Internacional, Sídney" . AIP Conference Proceedings . 585 : 924–932 . Bibcode : 2001AIPC..585..924D . CiteSeerX 10.1.1.586.3408 . doi : 10.1063/1.1407658 . 
  29. 1 2 3 4 5 Danilatos, GD (2009). "Transferencia óptima del haz en el microscopio electrónico de barrido ambiental". Journal of Microscopy . 234 (1): 26– 37. doi : 10.1111/j.1365-2818.2009.03148.x . PMID 19335454 . S2CID 33207923 .  
  30. 1 2 Danilatos GD (2001). "Pérdida del haz de electrones en el límite de alto vacío y alta presión en el microscopio electrónico de barrido ambiental" . Microscopy and Microanalysis . 7 : 397–406 . doi : 10.1007/S10005-001-0008-0 . hdl : 10453/3276 . S2CID 54021613 . 
  31. 1 2 3 4 5 6 Danilatos, Gerasimos D. (2013). "Implicaciones de la figura de mérito en SEM ambiental". Micron . 44 : 143–149 . doi : 10.1016/j.micron.2012.06.001 . PMID 22749375 . 
  32. 1 2 3 4 5 6 7 Danilatos, GD (2011). "Figura de mérito para SEM ambiental y sus implicaciones". Journal of Microscopy . 244 (2): 159– 169. doi : 10.1111/j.1365-2818.2011.03521.x . PMID 21895652 . S2CID 11612479 .  
  33. 1 2 Dracopoulos, Vassileios; Danilatos, Gerásimos (2013). "Modificaciones ESEM al LEO SUPRA 35 VP FESEM". Micron . 44 : 238– 245. doi : 10.1016/j.micron.2012.06.014 . PMID 22841156 . 
  34. ^ Danilatos (1988) , págs. 138-170 . 
  35. ↑ Danilatos (1988) , pág. 158 
  36. ↑ Danilatos (1988)
  37. 1 2 Danilatos, GD (1992). Bailey GW, Bentley J, Small JA (eds.). "Imágenes de electrones secundarios mediante un dispositivo de detección gaseosa centelleante" (PDF) . Actas de la 50.ª Reunión Anual de la EMSA : 1302–1303 .
  38. 1 2 Collins SP, Pope RK, Sheetz RW, Ray RI, Wagner PA (1993). "Ventajas de la microscopía electrónica de barrido ambiental en estudios de microorganismos" . Microsc . Res. Tech . 25 ( 5–6 ): 398–405 . doi : 10.1002/jemt.1070250508 . PMID 8400431. S2CID 1733320. Archivado del original el 12 de junio de 2017.  
  39. ↑ Yung YC, Bhushan B (2007). "Comportamiento de humectación durante la evaporación y condensación de microgotas de agua en superficies superhidrofóbicas con patrones". Journal of Microscopy . 229 (Pt 1): 127– 140. doi : 10.1111/j.1365-2818.2007.01875.x . PMID 18173651 . S2CID 205341446 .  
  40. 1 2 Robinson VNE "Detectores de electrones retrodispersados ​​para microscopio electrónico" Patente estadounidense 4,217,495 presentada el 4 de abril de 1979
  41. ↑ Danilatos, GD (1990). "Ecuaciones de distribución de carga en el ESEM" . Microscopía de barrido . 4 (4): 799– 823.
  42. 1 2 Danilatos, GD (1990). "Mecanismos de detección e imagen en el ESEM" . J. Microsc . 160 : 9–19 . doi : 10.1111/j.1365-2818.1990.tb03043.x . S2CID 97707382 . 
  43. ↑ Danilatos, GD (1986). "Micrografías en color para señales de electrones retrodispersados ​​en el SEM" . Scanning . 8 : 9–18 . doi : 10.1002/sca.4950080104 .
  44. ↑ Danilatos, GD (1993). Bailey GW, Rieder LC (eds.). "Universal ESEM" . Actas de la 51.ª Reunión Anual de la MSA : 786–787 .
  45. 1 2 3 4 Danilatos, GD; Postle, R. (1982). "El microscopio electrónico de barrido ambiental y sus aplicaciones" . Microscopía electrónica de barrido . PMID: 7167743 (Pt I): 1–16 .
  46. 1 2 3 Danilatos, GD (1986). "Catodoluminiscencia y centelleo gaseoso en el SEM ambiental" . Scanning . 8 (6): 279– 284. doi : 10.1002/sca.4950080605 .
  47. ↑ Bolon, RB; Robertson, CD (1990). "Análisis de rayos X y microestructural ESEM de materiales no conductores en ambientes gaseosos". Scanning . 90 : 80–81 .
  48. ↑ Bolon, RB (1991). "ESEM, la técnica y su aplicación a la caracterización de materiales". Proc. Scanning . 13 (Supl. I): 86– 87.
  49. ↑ Bolon, RB (1991). "Microanálisis de rayos X en el ESEM". En DG Howitt (ed.). Microbeam Analysis 1991: Actas de la 26.ª Conferencia Anual de la Sociedad de Análisis de Microhaces, San José, California, 4-9 de agosto de 1991. San Francisco Press. págs. 199-200 . 
  50. 1 2 Danilatos, GD (1994). "Microscopía electrónica de barrido ambiental y microanálisis" . Microchimica Acta . 114/115: 143–155 . doi : 10.1007/BF01244538 . S2CID 96917135 . 
  51. ↑ Shah J (1987). La microscopía electrónica cobra vida. N.° 208/1987/SPECTRUM/6, publicado por la Oficina Central de Información, disponible a través de la Embajada, Alta Comisión o Consulado británico.
  52. ↑ Farley AN, Shah JS (1988). "Una nueva técnica de detección para SEM de alta presión". Journal of Physics: Conference Series (93): 241– 242.
  53. ↑ Moncrieff, DA; Robinson, VNE y Harris, LB (1978). "Neutralización de carga de superficies aislantes en el SEM mediante ionización de gas". J. Phys. D . 11 (17): 2315– 2325. Bibcode : 1978JPhD...11.2315M . doi : 10.1088/0022-3727/11/17/002 . S2CID 250753995 . 
  54. ↑ Danilatos, GD (1993). "Microscopía electrónica de barrido ambiental: algunos problemas críticos" . Microscopía de barrido . Suplemento 7: 57–80 .
  55. ↑ S. Ramachandra Rao (2006). Recuperación de recursos y reciclaje de residuos metalúrgicos ( edición ilustrada ). Elsevier. pp. 557. ISBN   978-0-08-045131-2.
  56. ↑ Kearns, SL; Orr, PJ (2009). "Imágenes de contraste de carga de fósiles excepcionalmente conservados". Palaeontology . 52 (4): 673. Bibcode : 2009Palgy..52..673K . doi : 10.1111/j.1475-4983.2009.00886.x . S2CID 140159590 . 
  57. ↑ Danilatos, GD (1986). "Microscopía electrónica de barrido ambiental en color". Microscopy . 142 (3): 317– 325. doi : 10.1111/j.1365-2818.1986.tb04287.x .
  58. ↑ Danilatos (1988)
  59. ↑ Danilatos, GD (2010). "Características de transferencia de haz de un SEM ambiental comercial y un SEM de bajo vacío". Microscopy . 242 (2): 166– 180. doi : 10.1111/j.1365-2818.2010.03455.x . PMID 21118246 . 
  60. 1 2 Danilatos, GD (1986). "Efectos de la radiación del haz sobre la lana en el ESEM" . Actas de la 44.ª Reunión Anual de la EMSA : 674–675 .
  61. 1 2 Cameron, RE; Donald, AM (1994). "Minimización de la evaporación de muestras en el microscopio electrónico de barrido ambiental". Journal of Microscopy . 173 (3): 227– 237. doi : 10.1111/j.1365-2818.1994.tb03445.x . S2CID 95840327 . 
  62. ↑ Danilatos (1988) , págs . 
  63. ↑ Danilatos (1988) , págs . 
  64. ↑ Kuei, Brooke; Gomez, Enrique D. (2021). "Ampliando los límites de la microscopía de polímeros de alta resolución mediante antioxidantes" . Nature Communications . 12 (1): 153. Bibcode : 2021NatCo..12..153K . doi : 10.1038/s41467-020-20363-1 . PMC 7794589. PMID 33420049 .  
  65. ↑ Neděla, Vilém; Tihlaříková, Eva; Doležel, Jaroslav (2024). "La microscopía electrónica de barrido ambiental avanzada revela la nanomorfología de la superficie natural de los cromosomas mitóticos condensados ​​en su estado nativo" . Ciencia. Representante . 14 (1): 12998. Bibcode : 2024NatSR..1412998N . doi : 10.1038/s41598-024-63515-9 . PMC 11156959 . PMID 38844535 .  
  66. ↑ de Jonge, N.; Ross, FM (2011). "Microscopía electrónica de muestras en líquido". Nature Nanotechnology . 6 (8): 532– 6. Bibcode : 2003NatMa...2..532W . doi : 10.1038/nmat944 . PMID 12872162 . S2CID 21379512 .  
  67. 1 2 Danilatos, GD (1991). "Revisión y esquema de la microscopía electrónica de barrido ambiental en la actualidad". Microscopy . 162 (3): 391– 402. doi : 10.1111/j.1365-2818.1991.tb03149.x .
  68. ↑ Bogner A, Jouneau PH, Thollet G, Basset D, Gauthier C (2007). "Una historia de los desarrollos de la microscopía electrónica de barrido: Hacia la obtención de imágenes "wet-STEM"". Micron . 38 (5): 390– 401. doi : 10.1016/j.micron.2006.06.008 . PMID 16990007 . 
  69. ↑ Danilatos, Gerasimos; Kollia, Mary; Dracopoulos, Vassileios (2015). "Microscopio electrónico de barrido ambiental por transmisión con dispositivo de detección de gases por centelleo". Ultramicroscopy . 150 : 44–53 . doi : 10.1016/j.ultramic.2014.11.010 . PMID 25497719 . 
  70. ↑ Montes-H, G.; Duplay, J.; Martínez, L.; Mendoza, C. (2003). "Cinética de hinchamiento y contracción de la bentonita MX80". Applied Clay Science . 22 (6): 279– 293. Bibcode : 2003ApCS...22..279M . doi : 10.1016/S0169-1317(03)00120-0 . ISSN 0169-1317 . 
  71. ↑ Montes-H, G.; Fritz, B.; Clement, A.; Michau, N. (2005). "Modelado de reacciones geoquímicas e intercambio catiónico experimental en bentonita MX80". Journal of Environmental Management . 77 (1): 35– 46. Bibcode : 2005JEnvM..77...35M . doi : 10.1016/j.jenvman.2005.03.003 . ISSN 0301-4797 . PMID 15946786 .  
  72. ^ Modarres, Mohammad Hadi; Aversa, Rossella; Cozzini, Stefano; Ciancio, Regina; Leto, Ángel; Brandino, Giuseppe Piero (2017). "Red neuronal para el reconocimiento de imágenes de microscopio electrónico de barrido de nanociencia" . Informes científicos . 7 (1): 13282. Código bibliográfico : 2017NatSR...713282M . doi : 10.1038/s41598-017-13565-z . ISSN 2045-2322 . PMC 5643492 . PMID 29038550 .   
  73. ↑ Danilatos, GD (1981). "El examen de material vegetal fresco o vivo en un microscopio electrónico de barrido ambiental" . J. Microsc . 121 (2): 235–238 . doi : 10.1111/j.1365-2818.1981.tb01218.x . S2CID 98824178 . 
  74. ↑ Uwins PJ, Murray M, Gould RJ (1993). "Efectos de cuatro técnicas de procesamiento diferentes en la microestructura de las patatas: comparación con muestras frescas en ESEM". Microsc . Res. Tech . 25 ( 5–6 ): 312–418 . doi : 10.1002/jemt.1070250510 . PMID 8400433. S2CID 22405961 .  
  75. ↑ Peckys, DB; Korf, U.; Wiemann, S.; de Jonge, N. (2017). "Microscopía electrónica en fase líquida de la respuesta molecular a fármacos en células de cáncer de mama revela subpoblaciones celulares irresponsables relacionadas con la falta de homodímeros HER2" . Mol Biol Cell . 28 (23): 3193– 3202. doi : 10.1091/mbc.E17-06-0381 . PMC 5687022. PMID 28794264 .  
  76. ↑ Doehne E, Stulik DC (1990). "Aplicación del microscopio electrónico de barrido ambiental a la ciencia de la conservación". Microscopía de barrido . 4 : 275–286 .
  77. ↑ Danilatos, GD; Brooks, JH (1985). "Environmental SEM in wool research – present state of the art" (PDF) . Proc. 7th Int. Wool Textile Research Conference, Tokio, I : 263–272 .
  78. ↑ Lange, DA; Sujata, K. y Jennings, HM (1990). "Caracterización de sistemas cemento-agua". Microscopía de barrido . 90 : 75–76 .
  79. ↑ Baker, JC; Uwins, PJR y Mackinnon, IDR (1993). "Estudio ESEM de la sensibilidad al ácido clorítico autigénico en yacimientos de arenisca". Journal of Petroleum Science and Engineering . 8 (4): 269– 277. Bibcode : 1993JPSE....8..269B . doi : 10.1016/0920-4105(93)90004-X .
  80. ↑ Koopman, N. (1993). "Aplicación de ESEM a la soldadura sin fundente". Microsc. Res. Tech . 25 ( 5– 6): 493– 502. doi : 10.1002/jemt.1070250521 . PMID 8400444 . S2CID 1359367 .  
  81. ↑ Danilatos, GD; Brancik, JV (1986). "Observación del transporte de líquidos en el ESEM" (PDF) . Actas de la 44.ª Reunión Anual de la EMSA : 678–679 .
  82. ↑ Diridollou S, Hallegot P, Mainwaring P, Leroy F, Barbosa VH, Zaluzec NJ (2007). "Ensayo de tracción in situ de fibras capilares en un microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM)". Microsc Microanal . 13 (Supl. 2): 1490CD– 1491CD. doi : 10.1017/S1431927607071917 . S2CID 138854450 . 
  83. ↑ Little B, Wagner P, Ray RI, Pope R, Scheetz R (1991). "Biofilms: Artefactos introducidos durante la preparación para SEM evaluados mediante ESEM" . J. Industrial Microbiology . 8 (4): 213– 222. doi : 10.1007/BF01576058 . S2CID 46617376 . 
  84. ↑ Robin E de la Parra A (1993). "Método para detectar variaciones en las propiedades de humectación de membranas poliméricas microporosas". Microsc. Res. Tech . 25 ( 5–6 ): 362–373 . doi : 10.1002 / jemt.1070250504 . PMID 8400427. S2CID 26794882 .  
  85. ↑ Gilbert LC y Doherty RE (1993) (1993). "Uso de ESEM y SEM para comparar el rendimiento de acondicionadores de dentina". Microsc . Res. Tech . 25 ( 5–6 ): 419–423 . doi : 10.1002/jemt.1070250511 . PMID 8400434. S2CID 32062812 .  {{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  86. ↑ Hoyberg K, Kruza KG (1993). "Aplicación del microscopio electrónico de barrido ambiental en el desarrollo de detergentes y productos de cuidado personal". Microsc . Res. Tech . 25 ( 5–6 ): 424–428 . doi : 10.1002/jemt.1070250512 . PMID 8400435. S2CID 19640263 .  
  87. ↑ Danilatos, GD (1980). "Un microscopio electrónico de barrido atmosférico (ASEM)" . Scanning . 3 (3): 215– 217. doi : 10.1002/sca.4950030314 .
  88. ↑ Danilatos, GD; Robinson, VNE y Postle, R. (1980). "Un microscopio electrónico de barrido ambiental para estudios de fibras de lana húmedas" . Actas de la Sexta Conferencia Quinquenal de Investigación Textil de Lana, Pretoria, II : 463–471 .
  89. ↑ Yamada, M.; Kuboki, K. "Desarrollo de la microscopía electrónica de barrido natural y algunas aplicaciones" (PDF) . Hitachi.
  90. ↑ Chance DL, Mawhinney TP (2006). "Empleo de imágenes de "microscopía electrónica de barrido húmeda" para estudiar patógenos mucosos que co-colonizan" . Microscopía y microanálisis . 12 (Supl. 2): 308–309 . Bibcode : 2006MiMic..12..308C . doi : 10.1017/S1431927606063367 . S2CID 137427923 . 
  91. ↑ Myers BD, Pan Z, Dravid VP (2008). "Efectos de la desviación del haz sobre el perfil de deposición de energía en VP-SEM". Microscopy and Microanalysis . 14 (Suppl. 2): 1208– 120. Bibcode : 2008MiMic..14S1208M . doi : 10.1017/S1431927608085589 . S2CID 137575497 . 
  92. ↑ Tinkara Kopar; Vilma Ducmana (2007). "Análisis SEM de bajo vacío de baldosas cerámicas con énfasis en la caracterización de defectos del esmalte Materials Characterization". Materials Characterization . 58 ( 11–12 ): 1133–1137 . doi : 10.1016/j.matchar.2007.04.022 .
  93. ↑ Pawley JB (1992). "LVSEM para imágenes de contraste topográfico y de densidad de alta resolución" (PDF) . Microelectrónica y microscopía . Avances en electrónica y física electrónica. Vol. 83. págs. 203–274 . doi : 10.1016/S0065-2539(08)60008-6 . ISBN   978-0-12-0147250.

Bibliografía

  • Danilatos, GD (1988). «Fundamentos de la microscopía electrónica de barrido ambiental» . En Hawkes, Peter W. (ed.). Avances en electrónica y física electrónica . Vol.  71. Academic Press. pp. 109–250 . ISBN  978-0-12-014671-0.
  • Desarrollo de ESEM y su futuro
  • Vídeos de especímenes vivos y otras imágenes in situ en ESEM
  • Museo Powerhouse. "Microscopio electrónico de barrido ambiental" . Museo Powerhouse, Australia. Archivado del original el 18 de agosto de 2019. Consultado el 2 de agosto de 2012 .