Cos'è un microscopio elettronico?
Un microscopio elettronico è un tipo di microscopio che utilizza elettroni anziché fotoni e mdash;come un microscopio ottico convenzionale lo fa mdash;per imaging.Poiché gli elettroni hanno una lunghezza d'onda molto più piccola rispetto ai fotoni, forniscono un ingrandimento molto maggiore.Gli elettroni sono i piccoli "satelliti" che orbitano il nucleo atomico e trasportano carica elettrica - queste particelle sono così piccole che in fisica sono spesso modellate come punti.Tuttavia, le onde luminose sono molto più grandi, con una lunghezza d'onda di circa 500 nanometri per il colore verde, ad esempio.
I migliori microscopi ottici offrono solo circa 2000x ingrandimento di un campione, mentre alcuni microscopi elettronici possono ingrandire un campione di 50 milioni di volte;Al contrario, 2 milioni di volte sono più tipici.Ciò rivela un limite di risoluzione di circa 0,1 nanometri, consentendo l'osservazione di singoli atomi su una superficie.Il microscopio elettronico fu inventato nel 1931, quando il primo prototipo di lavoro fu costruito da Ernst Ruska e Max Knoll.Alla fine Ruska fu assegnato il premio Nobel in Physics (1986) per il suo successo.
Esistono quattro tipi di microscopi elettronici, i primi due sono i più comuni: il microscopio elettronico a trasmissione (TEM), il microscopio elettronico a scansione (SEM), il microscopio elettronico a riflessione (REM) e il microscopio elettronico a trasmissione a scansione (STEM).
Il microscopio elettronico a trasmissione è il microscopio elettronico in quanto è stato originariamente inventato.Usando un campione semi-trasparente per gli elettroni, un raggio di elettroni viene sparato direttamente attraverso il campione.Un ricevitore dall'altro lato misura la densità degli elettroni in ogni singolo punto e li compila in un'immagine in scala di grigi.Questa è l'immagine del campione.
Un microscopio elettronico a scansione ha una risoluzione in qualche modo inferiore rispetto a un TEM, ma è ancora la varietà più popolare di microscopio elettronico.Come suggerisce il nome, un microscopio elettronico a scansione scansiona un fascio di elettroni attraverso il campione.Invece di analizzare il raggio originale per informazioni sulla composizione del campione, i sensori raccolgono elettroni secondari rilasciati dalla superficie del campione attraverso l'eccitazione dal raggio primario.Questo sacrifica una certa risoluzione per un'immagine 3D del campione.Questo vale più che il compromesso e i SEM sono di conseguenza i microscopi elettronici più popolari.
La maggior parte dei microscopi elettronici a scansione sono molto costosi da acquistare e mantenere.Richiedono una fonte di elettricità ad alta tensione stabile, una pompa a vuoto e bobine di raffreddamento.I campioni devono essere preparati, di solito rivendicandoli con un sottile strato di materiale conduttivo come l'oro.