SEM(走査型電子顕微鏡) | 引張ステージ ISLシリーズ

SEM(走査型電子顕微鏡)について

走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope）は、その頭文字を取って「SEM（セム）」と呼ばれています（以下、SEMと表記します）。
1965年にアメリカで商用機器が登場して以来、SEMは、材料科学、生物学、医学、半導体検査など幅広い分野で利用され、年率4.5～8%の成長が見込まれる、非常に重要な計測機器です。

SEMの特徴

SEMは、従来の光学顕微鏡と異なり、電子ビームを用いて試料の表面を走査し、高解像度かつ立体的な画像を生成します。

  高解像度       ： ナノメートルレベルの微細構造を可視化
  深い被写界深度 ： 凹凸や粗い表面も立体感のある画像で再現
  倍率範囲       ： 20倍～50万倍でマクロからナノスケールまで対応

SEMの原理

SEMの基本構成は以下のとおりです：

 - 電子銃：電子ビームを発生させる
 - 集束レンズ：電子ビームを絞り込み、試料表面に照射
 - 試料ステージ：試料を固定し、角度や位置を調整する
 - 検出器：二次電子（SE）・反射電子（BSE）・X線を検出
 - 真空チャンバー：電子の散乱を防ぐための真空環境を維持

動作プロセス
1. 電子線の照射：
　電子銃で発生した電子ビームを、集束レンズで絞り込み、試料表面に照射。
　このとき、試料からは、反射電子、二次電子、X線などの信号が放出されます。
2. 走査と信号の検出
　電子ビームを試料表面でグリッド状に走査し、試料から放出された信号を検出器で捕捉します。
3. 画像の生成
　検出された信号を、走査と同期させてコンピュータで構成し、高解像度の画像として表示します。

得られる画像の種類
　二次電子像（SE） ：一般的なSEM画像。表面の微細な凹凸を観察。
　反射電子像（BSE）：物質の密度や組成の違いを可視化。
　X線分析（EDS）：元素分析が可能。

SEM(走査型電子顕微鏡)の最新トレンド

走査型電子顕微鏡（SEM）は、小型化、AIによる自動化、高解像度、そして他の技術との統合における進歩により進化を続けています。

SEMは、近年の技術革新によりさらに進化を遂げています。以下に主な動向を示します。

小型化（卓上SEM）
　コンパクト設計と低価格化により、小規模な研究室や教育機関での導入が進んでいます。
AIの導入
　画像解析、ノイズ除去、欠陥検出、パターン認識などをAIが自動で行い、操作の効率化と精度向上を実現しています。
ハイブリッド化
　EDS（元素分析）やFIB-SEM（3D断面観察）などとの統合により、1台で多角的な分析が可能になっています。
高解像度
　新型検出器の開発により、分解能やコントラストがさらに向上しています。
in-situ SEM
　機械的変形（引張・押込）、熱的変化（加熱・冷却）、電気化学反応（バッテリー劣化など）などが、リアルタイム観察できます。

三弘の引張ステージによる応用例
三弘の引張ステージは、SEM真空チャンバーに搭載可能で、引張試験・押込み試験を実施しながら、in-situで変形過程をリアルタイムに観察できます。