В материаловедении, биологии, медицине и промышленности сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) является незаменимым инструментом для изучения микроструктуры материалов; это высокоразрешающий микроскоп, который формирует изображение путём сканирования поверхности образца пучком электронов и регистрации отражённых или испущенных электронных сигналов. С момента своего появления в 1930‑е годы технология СЭМ неуклонно развивалась, превратившись из первоначального лабораторного устройства в универсальный инструмент, широко применяемый в самых различных научных областях. По мере развития техники внешний вид и функциональные возможности СЭМ также постоянно изменялись; в настоящее время они подразделяются на две основные категории — напольные и настольные модели.

Зонд

Настольные и напольные сканирующие электронные микроскопы отличаются друг от друга по конструкции детекторов. Детекторы настольных СЭМ, помимо удовлетворения базовых требований к сканированию, обладают компактными размерами, что облегчает их установку и настройку. Настольные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM компании ZEYU объединяют детекторы обратнорассеянных электронов (BSE) и вторичных электронов (SE), что делает их пригодными для наблюдения морфологии; в сочетании с энергодисперсионным спектрометром EDS они позволяют проводить анализ химического состава, обеспечивая широкий спектр применений. Кроме того, разнообразные образцовые столики для экспериментов in situ делают серию ZEM идеально подходящей для самых разных задач — например, проведения испытаний на растяжение в условиях in situ, а также при высоких и низких температурах.

В свою очередь, у стационарных сканирующих электронных микроскопов детекторы имеют большие размеры и более широкий диапазон обнаружения, что делает их подходящими для сканирующего наблюдения крупных образцов; как правило, они также комплектуются детекторами катодолюминесценции (CL), спектрометрами рентгеновского излучения с дисперсией по длине волны (WDS), детекторами просвечивающих электронов (STEM) и другими дополнительными устройствами.

Адаптивность к окружающей среде

Настольные сканирующие электронные микроскопы предъявляют относительно низкие требования к условиям установки: они не зависят от этажа и не требуют особых условий в отношении вибраций, магнитного поля, температуры и влажности. Настольные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM могут эксплуатироваться в обычных лабораторных условиях без необходимости проведения специальных модернизаций помещений; их даже можно размещать рядом с производственной линией или в мобильных транспортных модулях — они легко перемещаются и экономят пространство.

Настольный сканирующий электронный микроскоп предъявляет низкие требования к условиям эксплуатации.

В отличие от этого, настольные сканирующие электронные микроскопы имеют значительные габариты и требуют выделения специальной лаборатории для установки; они предъявляют высокие требования к окружающей среде — необходимо поддерживать постоянную температуру и влажность, а также обеспечивать виброизоляцию и защиту от магнитных помех — чтобы гарантировать надлежащую работу прибора.

Требования к условиям установки стационарного сканирующего электронного микроскопа относительно высоки.

Портативность и гибкость

В плане портативности настольные сканирующие электронные микроскопы обладают явным преимуществом: их габариты обычно составляют лишь около 20% от размеров традиционных напольных моделей. Настольные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM занимают мало места и предъявляют низкие требования к лабораторному пространству — для их установки достаточно одного рабочего стола. Кроме того, эти приборы отличаются удобством эксплуатации и простотой освоения: даже неспециалисты могут быстро начать работу. Сопутствующее программное обеспечение охватывает весь рабочий процесс — от загрузки образца и настройки параметров до анализа изображений — обеспечивая эффективность и удобство в режиме «одного окна».

Настольный сканирующий электронный микроскоп прост в освоении и удобен в эксплуатации.

В отличие от этого, работа с напольным сканирующим электронным микроскопом более сложна: оператору необходимо обладать соответствующими специальными знаниями и практическим опытом. По сравнению с настольным сканирующим электронным микроскопом эксплуатация напольного аппарата требует более высокой квалификации и может в полной мере раскрыть свой потенциал лишь при участии специально подготовленных операторов.

Работа с напольным сканирующим электронным микроскопом относительно сложна.

Экономичность

Для многих лабораторий и предприятий настольные сканирующие электронные микроскопы обладают существенным экономическим преимуществом, поскольку уже сегодня способны удовлетворить большинство научных и учебных потребностей. Стоимость настольных сканирующих электронных микроскопов серии ZEM значительно ниже, чем у напольных моделей; при этом они не только требуют меньших первоначальных затрат, но и обеспечивают более низкие расходы на повседневное техническое обслуживание и эксплуатацию. Для образовательных учреждений с ограниченным бюджетом, небольших лабораторий или коммерческих проектов, нуждающихся в быстрой окупаемости, настольные сканирующие электронные микроскопы серии ZEM представляют собой крайне привлекательный вариант.

При этом капитальные затраты на стационарные электронные микроскопы весьма высоки: помимо стоимости самого оборудования необходимо учитывать дополнительные расходы на монтаж, техническое обслуживание и обеспечение соответствующих эксплуатационных условий.

Термостатический сканирующий электронный микроскоп серии ZEM компании ZEPTOOLS

В целом, как настольные, так и напольные сканирующие электронные микроскопы играют незаменимую роль в своих соответствующих областях. Выбор того или иного типа сканирующего электронного микроскопа должен осуществляться с учётом конкретных научно‑исследовательских задач, лабораторных условий и бюджета.