SEM

◆SEMとは?簡単な原理説明

走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、略してSEM)は電子線を試料に当てて表面を観察する顕微鏡の一種です。
電子線は電子源から発生、加速させられ、集束レンズと対物レンズによって絞られてサンプルに照射されます。それによって対象物からは二次電子、反射電子、透過電子、特性X線、光など種々の信号が、試料の形態、試料物質の密度、あるいは試料に含まれる元素に応じて放出されます。これらの信号を利用して観察を行うわけですが、SEMでは通常、二次電子を検出して画像を作り観察しています。
SEM は光学顕微鏡をはるかに凌ぐ分解能を有するため、材料や半導体デバイス、医学、生物学など、様々な分野で幅広く利用されております。
似たような名前の装置にTEMがありますが、TEMは透過型であるため主にサンプルの内部を観察し、対してSEMでは主にサンプル表面の構造を観察します。

また似た名前の装置としてSTEMがあります。STEMはTEMの一種ですが、SEMと同じく絞った電子線を走査させて結像します。SEMはサンプルから放出される2次電子線を検出しますが、一方でSTEMはサンプル下部の検出器で、透過してきた電子線を検出するという違いがあります。

SEMの主な用途

・光学顕微鏡では観察不可能な微小な表面構造を鮮明に観察する ・X線検出器により元素分析も可能

様々な種類のSEM
SEMは大きく分けると3つに分類できます。FE-SEM型、汎用型、卓上型の3種類です。

FE-SEMとは?
FE-SEMは汎用型、卓上型とは違い、電界を利用して電子を取り出す電界放射型(Cold Field Emission)の電子線源を用いております。これにより、線源のサイズが小さいためビームを細く絞れる、輝度が明るいためS/N比の良い画像が得られる等の利点が得られ、数十万倍の倍率での観察も可能になっています。

汎用型とは?
上述の電界放射型ではなく熱を利用して電子を取り出す熱電子放出型の電子線源を用いたSEMです。FE-SEMに比べ分解能等は劣りますが安価なため、幅広い分野に普及しています。

卓上型とは?
その名の通り、机の上に置いて低倍率観察を手軽に行いたいという方向けですが、近年機能が飛躍的に向上しています。

価格帯
おおよその価格帯は以下の通りです
卓上型SEMは500万円〜
汎用型SEMは2000万円〜
FE-SEMは4000万円〜

主なメーカーとしては、日本電子、日立ハイテクノロジーズ、カールツァイス、FEIが挙げられます。




メーカー一覧表
<FE-SEM及びショットキー型>

メーカー 装置のHP Web問合せ 参考価格
日立ハイテク SU9000
SU7000
SU5000
Regulus
問い合わせ先 調査中
日本電子 JSM-7000シリーズ 問い合わせ先 調査中
JSM-7200F 問い合わせ先 57,000,000円~
サーモフィッシャーサイエンティフィック(FEI) Nova™ NanoSEM
Verios XHR
TeneoVS
Apreo
問い合わせ先 調査中
カールツァイスマイクロスコピー MERLIN 材料研究用
MERLIN 生命科学用
Sigma シリーズ
Gemini SEM シリーズ
材料研究用 SIGMA
生命科学用 SIGMA VP 
問い合わせ先 調査中

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<汎用型SEM>

メーカー 装置HP Web問合せ 参考価格
日立ハイテク SU3500
 S-3700N
SU1510
FlexSEM 1000
問い合わせ先 調査中
FlexSEM 1000 問い合わせ先 1,700 万円(税別)~
日本電子 JSM-ITシリーズ 問い合わせ先 調査中
サーモフィッシャーサイエンティフィック(FEI) Aspex
Inspect
Quanta
問い合わせ先 調査中
カールツァイスマイクロスコピー EVO 材料研究用
EVO 生命科学用 
問い合わせ先 調査中

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<卓上型SEM>

メーカー  装置HP Web問合せ 参考価格
日立ハイテク TM3030/3000シリーズ 問い合わせ先 調査中
日本電子   JCM-6000  問い合わせ先 調査中
 phenom-world  Phenomシリーズ  JASCOインターナショナル 調査中

(参考)SEMの詳しい原理説明

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