Di Harvey Sells, aggiornato il 24 marzo 2022
La microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e la microscopia elettronica a scansione (SEM) sono potenti strumenti per visualizzare strutture su scala nanometrica. Sebbene entrambi si basino su fasci di elettroni, differiscono notevolmente nella preparazione dei campioni, nei principi di imaging e nelle applicazioni tipiche.
TEM eccita un campione con un fascio di elettroni focalizzato che passa attraverso il campione. Poiché gli elettroni devono attraversare il campione, la TEM richiede sezioni ultrasottili (tipicamente <100 nm di spessore) e spesso utilizza la colorazione con metalli pesanti per migliorare il contrasto. Questo approccio rende il TEM ideale per visualizzare l'architettura interna di virus, cellule e sezioni di tessuto con una risoluzione sub-nanometrica.
Il SEM, al contrario, scansiona un fascio di elettroni focalizzato sulla superficie di un campione. Per prevenire l'accumulo di carica e rilevare gli elettroni retrodiffusi o secondari, i campioni sono rivestiti con un sottile strato conduttivo, solitamente oro-palladio, carbonio o platino. Il SEM eccelle nel rivelare la topografia superficiale e viene abitualmente utilizzato per esaminare aggregati macromolecolari, superfici di tessuti e materiali ingegnerizzati.
Un cannone elettronico genera un fascio ad alta energia che viene prima condensato da una lente condensatrice. Il fascio stretto risultante viene diretto attraverso il provino; gli elettroni che non vengono assorbiti formano un'immagine su uno schermo al fosforo attraverso una lente dell'obiettivo. Le aree che appaiono più scure corrispondono a regioni più spesse dove passano meno elettroni.
Anche il SEM inizia con un cannone elettronico e una lente condensatrice, ma il raggio viene successivamente focalizzato in un punto sottile da una seconda lente. Le bobine magnetiche quindi dirigono il raggio attraverso il campione, mentre una terza lente guida gli elettroni verso l'area di interesse. Regolando il tempo di permanenza e la velocità di scansione, in genere 30 scansioni al secondo, il SEM acquisisce immagini di superficie ad alta risoluzione.
