El MER és un instrument ideal per l'estudi de superfícies que dona una elevada informació sobre la mostra a partir de l'aprofitament de la interacció entre partícules elèctriques i la mostra. Les seves aplicacions no es limiten a l'obtenció de dades morfològiques sinó que permet obtenir un anàlisi químic elemental tant qualitatiu com quantitatiu i amb un mètode no destructiu per a la mostra.

El MER està constituït per:

· CANÓ D'ELECTRONS: amb un filament que genera electrons, cilindre de Wehnelt que controla la densitat electrònica i ànode que accelera els electrons.
·COLUMNA: sistema òptic que controla el feix d'electrons. Consta de dues o tres lents condensadores electromagnètiques.
·CÀMARA: espai al final de la columna suficientment per allotjar la mostra i tots els detectors.
·SISTEMA DE BUIT: bombes que poden ser rotatòries, difusores, turbomoleculars o iòniques. Necessàries per assolir un nivell de buit dintre del cos del microscopi per tal que les molècules del aire no interfereixin en les trajectòries dels electrons.
·COMANDAMENTS i PANTALLES: necessàries per l'ajust de l'aparell l'observació i l'enregistrament de dades.

El MER és un aparell compost per un sistema `0ptic-electrònic que explora la preparació per mitja d'un raig d'electrons. Aquesta sonda electrònica està formada per un feix d'electrons monocinètics amb unes energies d'entre 1 a 50 Kvolts. Aquest feix convergeix sobre la mostra que volem estudiar amb una superfície d'impacte petita però amb una corrent elevada ( àrea d'una micra si utilitzem una corrent de E-8 ampers i d'un nanometre amb uns corrent de E-12 ampers). L'apertura del feix és de 0.01 rad.

El MER ens permet detectar les informacions resultants de l'interacció de la sonda amb la mostra.

Aquestes informacions es presenten en forma de:

a. emissió d'electrons retrodispersats (BSE)
b. emissió d'electrons secundaris (SE)
c. emissió de raig X (RX)
d. emissió de catodoluminiscència (CL)
e. corrent induïda en la mostra (EBIC)

Aquestes senyals ens aporten coneixements de la topografia, composició química local, elements de l'estructura, de les propietats elèctriques, òptiques, magnètiques, etc.

BSE, emissió d'electrons retrodispersats

Una part dels electrons primaris s'escapen de l'espècimen com a resultat de les múltiples interaccions elàstiques amb una energia de 0,8 a 0,9 de Eo. Es paracteritzen a la sortida de l'objecte per:

* una zona d'emissió llarga (poca resolució)
* estan marcats per la direccionalitat (elevada energia cinètica)
* sensibilitat a la composició química local

Augmenten de 0.1 a 0,5 en funció del número atòmic promig de la mostra.

SE, emissió d'electrons secundaris

Els electrons primaris al llarg de la seva trajectòria en la mostra poden expulsar electrons inicialment lligats als àtoms del sòlid. Per a que aquests SE puguin sortir de la mostra es necessari que arribin a la superfície en un recorregut en el que poden patir col·lisions elàstiques i/o inelàstiques. La distribució d'energia dels SE emesos presenta un màxim entre 0 i 20 eV. Per conveni es denominen SE els electrons amb una energia màxima de 50 eV.

Es caracteritzen a la sortida de l'objecte per:

* una zona d'emissió intensa de mida lleugerament superior a la zona del impacte del feix primari (elevada resolució)
* energia cinètica petita (per això necessitem un detector polaritzat positivament per atreure-ls.
* petita profunditat d'escapament (només els electrons que es generen en una zona propera a la superfície tenen la capacitat de de sortir de la mostra i així ser captats pel detector)


En un MER disposem d'un sincronisme entre la pantalla de TV en la que observem la mostra i el rastreig del feix d'electrons sobre la mostra. A la pantalla de TV la mida de la zona explorada és constant (mida de la pantalla) alhora que la mida de la zona explorada en la mostra és variable i controlada per un atenuador que actua reduint-la o augmentant-la. Aquest atenuador és qui controla els augments.

A cada punt A de la mostra li correspon un punt A' a la pantalla. Si el punt A proporciona més SE la senyal serà més gran i correspondrà a un augment en l'intesitat lluminosa en al punt A'.

Aquest fenomen es repeteix punt a punt i linia a linia de tal manera que a la fi tenim una representació d'intensitat lluminoses en la pantalla de TV. La captació dels SE és proporcional a la topografia de la mostra. De tal manera els SE emesos per una cresta tenen moltes probabilitats d'arribar al detector i per tant ser captats mentres que els electrons emesos des de un forat tenen menys probabilitats d'arribar al detector (degut a la seva baixa energia cinètica).

Una de les característiques més interessants de les imatges que proporciona el MER és la extraordinària sensació de relleu. Això és degut a que les SE produïts per l'impacte de la sonda electrònica surten en totes direccions i per a colectarlos col·loquem a prop un detector de disposa d'un elèctrode amb carrega positiva que modifica les trajectòries dels SE dirigint los cap al detector. Això facilita que molt SE generat per regions allunyades arribin al detector.

Per altra banda les radiacions obtingudes en un MER no estan ordenades en l'espai (no són coherents) atès que les que procedeixen d'un mateix punt es dispensen en moltes direccions i només poden donar la senyal corresponent a aquest punt. Per resoldre aquest inconvenient hem de processar separadament les informacions de cada punt de la mostra i ordenar-les en el temps. El feix d'electrons és mòbil i ressegueix una zona determinada del objecta tal i com es fa en els equips de TV punt a punt fins a completar una línia i línia a línia fins a completar un quadro (comparant amb la lectura seria lletra a lletra fins a llegir una línia i línia a línia fins llegir una pàgina). Finalment l'integració de les imatges puntuals és possible gràcies a la persistència d'una pantalla de TV fluorescent, el registre en una pel·lícula fotogràfica o més recentment amb la digitalització d'imatges.

Pel que fa a la preparació de mostres, les tècniques de preparació al MER són més senzilles que les que necessitaria una mostra per ser observada amb el MET.

La preparació d'una mostra ha de procurar introduir les mínimes alteracions i evitar l'aparició d'artefactes

La mostra que introduirem en un MER ha de complir una colla de requisits:

1. ESTABILITAT QUÍMICA: les estructures no han d'alterar-se amb el pas del temps.
2. RESISTÈNCIA A LA BAIXA PRESSIÓ (CONDICIONS DE BUIT): té per tant de ser ben seca i no deformar-se.
3. PRODUCCIÓ ELEVADA DE SE: la mostra ha de conductora elèctricament. Si no ho és els electrons del feix primari interaccionaran amb els SE i ells mateixos entraran en el detector de SE interferint e impossibilitat una bona imatge (fenomen anomenat de carrega electrostàtica amb l'observació de zones de la mostra amb un contrast molt elevat). Si la mostra no es conductora de forma natural ha de ser recoberta per tal de conferir-li aquesta propietat amb algun metalls pesat com Au, Pt o Pd o barreges d'aquests.
4. TENIR MIDES ADEQUADES: es rastreja normalment un àrea molt petita de 50x50 mm i és necessari que la mostra per les seves dimensions no arribi a tocar cap dels detector en exposar la zona que interessa observar.
5. MOSTRA ORIENTADA AL DETECTOR I NETA: en un MER no existeixen estructures transparents (ens pot confondre l'observació anterior en un microscopi òptic). La part que desitgem estudiar ha d'estar necessàriament exposada al detector.


Bibliografia

BESSIS M.; LOCQUIN, M.; Manual de Microscopia. Ed. LABOR Barcelona 1985.

BIRBECK, M.S.C.; MERCER, E.H.; Manual de microscopio electronica para biologos. 1979.

BRAY, M.T.;COHEN, S.H.; Atomic force microscopy/Scanning tunneling microscopy. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44890-4

CURTIS, J.; Microtecnia ISBN 968-24-1985-5

DYKSTRA, M.J; Biological Electron microscopy. Theory, techniques and troubleshooting. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1992. ISBN 0-306-44277-9.$59.40

DYKSTRA, M.J; A manual of applied techniques for biological electron microscopy.PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1993. ISBN 0-306-44449-6 $42.00

GOLDSTEIN, J.; NEWBURY, D; WILLIAMS, D.; X-ray spectrometry in electron beam instruments.PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44858-0.

HARRIS, J.R.; Electron microscopy in biology. A practica¡ approach. IRL PRESS at OXFORD UNIVERSITY PRESS. 1991

HAYAT, M.A.; Stains and cytochemical methods. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44294-9 $107.40

HOLT, D.B.; KAZMERSKI, L.L.; YACOBI, B.G.; Microanalysis of solids. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44433-X.$114.00

MARTOJA M.; MARTOJA, R.; Tecnicas de histologia animal. Ed. TORAY-MASSON Barcelona. 1970.

PANTIN, C.F.A.; Tecnicas microscopicas para zoologos. Ed. ACADEMIA. Leon.1967.

PAWLEY, J.B; Handbook of biological confocal microscopy. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44826-2-

ROCHOW, T.G.; TUCKER, P.A.; lntroduction to microscopy by means of light, electrons, x-rays, or acustics. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York.1994. ISBN 0-306-44684-7 $59.40

RUSELL, J.B.; Quimica general Ed. MC.GRAW HILL ISBN 9-6-84514131

VVAA. Artifacts in biological electron microscopy. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York. ISBN 0-306-42863-6 $83.40

VVAA. Low temperatura mícroscopy and analysis. PLENUM PUBLISHING CORPORATION. New York. ISBN 0-306-43984-0 $107.40

WILLIAMS, D.B.; Practica¡ analytical electron microscopy in materíais science. PHILIPS ELECTRONIC INSTRUMENTS INC. ELECTRON OPTICS PUBLISHING GROUP. 1984. ISBN 0-9612934-0-3