محدودیتهای تصویربرداریبا میکروسکوپهای الکترونی روبشی (SEM) به خوبی شناخته شده اند. به عنوان مثال حتی در نمونه هایی که دارای پوشش با هدایت الکتریکی بالا هستند، بر روی سطوح شکست یا در مواد متخلخل و فوم ها تجمع بار مشاهده می شود. این تجمع بار می تواند باعث کاهش کیفیت تصویربرداری شود. علاوه بر این، پسماندهای آلی انواع چسبها و بایندرها مثل روغن، مواد روانساز و دیگر مواد افزودنی ممکن است در خلأ بالا تبخیر شده و تصویرسازی نمونه را با مشکل مواجه نماید. در این موارد می توان از میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی استفاده نمود.

آنالیز ESEM ، میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی (ESEM) مدلی از انواع SEM است که توانایی تصویربرداری از نمونه های تر، پوشش داده نشده و یا هر دو را با ایجاد یک محیط گازی در محفظه نمونه دارد. این دستگاه امکان تهیه تصاویر در محدوده دمایی ۳۰- تا ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد را دارد.

مزایای آنالیز ESEM:

میکروسکوپ الکترونی محیطی روبشی، عموماً ویژگیهای اساسی SEM نظیر قدرت تفکیک، عمق تمرکز، تنوع سیگنالها و پردازش سیگنالها را حفظ کرده است. علاوه بر اینکه در ESEM نیازی به هادی کردن نمونه (صرفنظر از مقدار ولتاژ شتابدهنده) نیست. ESEM امکان ایجاد یک سیستم تزریق مایع را نیز فراهم کرده است. همچنین مشاهده دینامیک سیستم گاز- مایع- جامد در میکروسکوپ الکترونی محیطی امکانپذیر است.

نکته دیگر در ESEM، کوتاه کردن زمان پمپ کردن (۶۰ تا ۹۰ ثانیه) و محفظه نمونه بزرگتر می باشد. به دلیل عدم حساسیت به نور می توان روزنه دید در آنها تعبیه نمود. این دریچه های دید به طور چشمگیری قراردادن نمونه را در جای خود تسهیل می نماید. بنابراین تصویرسازی سریعتر و راحتتر انجام می گیرد. محدودیت دیگری نیز در کاربرد میکروسکوپهای الکترونی روبشی متداول روی می دهد. آشکارسازی الکترون ثانویه SE با استفاده از آشکارسازهای۸E-T انجام می گیرد. این آشکارسازها در پتانسیلهای مثبت بالای ۱۰۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ ولت کار میکنند. در محفظهای که فشار از ۲ تا ۱۰ پاسکال تجاوز نماید، شکست الکتریکی رخ داده و آشکارسازها را غیر کارآمد می سازد. بنابراین از آشکارسازهای E-T فقط در میکروسکوپهای الکترونی متداول که در خلأ بالا کار می کنند، می توان استفاده نمود.

نکات مهم

تصویربرداری از نمونه های مرطوب و روغنی، پوشش داده نشده و زیستی