走査型顕微鏡SEMについてお尋ねします。

ＳＥＭの利用について箇条書きで質問したいと思います。ご専門の方にお伺いしたいと思いますが。
１．顕微鏡にかけるための試料は光学顕微鏡とかなりちがうのでしょうか。光学顕微鏡はプレパラートで平面2次元に閉じ込めて見るものですが、SEMは3次元のように見えますが。また光学顕微鏡は基本的には光が通過できる場合は下からレンズに光を当て、通過できない場合は上から光を当ててみると思いますが。そのような考え方との違いはどうでしょうか。
２．水滴の中の含有物を見たいと思っているのですが、可能でしょうか。可能ならば試料の作成の仕方なども。
３．数百倍程度だと光学顕微鏡でも行ける範囲ではあると思います。その倍率でも精度が全然違うといことになるでしょうか。
４．もしそれを借用して使用するような場合（もちろん、試料の持ち込み）、いくらぐらいかかるものでしょうか。
５．あるいは試料を送付して撮影してもらうとかのサービスがあるとしたらそのコストなども。（受けているところがあるかどうかは不明ですけれども）人件費と技術料などでかなり高額になりそうですが。テストで調べてもらってうまくいく場合、画像を購入するというような市場がないでしょうか。

以上、よろしくお願いします。

No.3 回答者： otchee 回答日時： 2016/01/06 16:04

No.1です。

「走査」という言葉について。走査とは、この場合、短針や電子線といったある一点の形状を観る機構で物質表面をなぞっていき、観察範囲全体の凹凸像を描き出すことです。（SEMであれば電子線です）
SEMは凹凸を観る装置ですので、３次元情報になります。

No.2 回答者： otchee 回答日時： 2016/01/06 12:32

すみません。

補足致します。

綺麗なガラス基板か何かに問題の水滴を落とし、空気中の他の不純物がつかないようガラスのシャーレか何かをかぶせておき、水分を蒸発させる。
その後基板上に金属原子を塗布し、SEMで観察する、という方法は可能かもしれません。

水滴中にあるものを、水滴中にある状態で観察することは不可能という意味です。

※上記のような方法をとる場合、念のため、金属塗布前に光学顕微鏡で観察することをお勧めします。

もちろん、分解能が断然違いますので、SEMのほうが鮮明な画像が撮影できることは間違いありません。すいませんが、画像を比べた例はありません。（たぶんここ（質問サイト）では出てこないと思います。どこかの研究室なんかでは参考用とかで持ってるかもしれませんが、あまり意味がないので。）

目的として、何を観るか？どこまで観たいのか？によって観察方法が変わると思います。例え数百倍でも、ものすごく鮮明な画像が欲しいのであれば選択肢のひとつです。光学顕微鏡の倍率の理論限界は、２０００倍程度と言われています。（可視光の波長から理論的に導けます。）

蛇足ですが、SEMの撮影技術はかなり繊細で、職人的な技術が必要な「場合も」あります。wikipediaの花粉の像は、かなりの高レベルな画像だと思います。

私見ですが、この手の話には、企業よりも大学の研究室のほうが比較的協力的に対応してくれると思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。最後に１つだけ。
走査型の”走査”の意味ですが、医療に使うMRI画像のように画像化する平面（体の輪切り）が人体の縦方向に移動する＝走査、というところから来ているのでしょうか。そのような意味で3次元画像になるのかなと思ったのですが。それともSEMであったとしても平面的な2次元の情報にとどまるのでしょうか。
名称と内容が一致すると覚えやすいと思ったもので。

お礼日時：2016/01/06 15:54

No.1 回答者： otchee 回答日時： 2016/01/06 11:42

SEMですか。

SEM＝Scanning Electron Microscopeの頭文字で、走査型電子顕微鏡の英語です。
光学顕微鏡とは原理が全く異なります。

１．
金属に電子を照射すると、二次電子と呼ばれる電子が金属から放出される現象があります。これを光電効果といいます。
観察物質表面には薄膜作製装置などで金属を数十ナノメートル程度に一様に塗布します。
この物質表面に電子銃で電子を当て、放出される二次電子が多ければ物質表面位置は電子銃側に近く、二次電子が少なければ電子銃から遠くなります。これを利用してマイクロレベル、ナノレベルの物質の凹凸を観察することができます。

２．
おそらく、光学顕微鏡と同じように、水滴をプレパラートに挟んで・・・というような方法を想像されていると思いますが、上記のような原理、観察方法ですので、水滴の中の含有物を見るのは不可能と考えられます。

３．
数百倍程度ならば、光学顕微鏡で十分だと思います。もちろん、使っている光学顕微鏡のスペックによりますが。SEMを使う必要性がある倍率だとは思えません。

４．５．については、申し訳ありませんが分かりかねます。
企業や大学で持っていそうな研究室（論文などを見て、SEMデータを使っている研究室）に、直接お問い合わせされるのが良いと思います。
ただし、いずれにしろSEMで水滴中の物質を観察することは不可能と考えられます。

この回答へのお礼

早速回答いただき、ありがとうございます。ＳＥＭと光学顕微鏡は測定原理が全く違うことは想像しておりましたが、両者が全く同じ倍率、同じ物を見た場合の画像に比較というものがあるでしょうか。SEMの説明がwikiでありますが、500倍で花粉を見せていました。まず画像がクリアであるということ、影が映っている見たいにみえて立体的である（３Ｄ的）と感じました。
水族館の海中生物に近い感じです。でも500倍ですから、SEMの威力のほんの一部だろうなという感じもします。また、これができるなら、水の中の汚れの原因となる粒子を見事に見せてくれるはずなのに思い、質問した次第です。

お礼日時：2016/01/06 12:06