Co to jest mikroskop elektronowy?

Mikroskop elektronowy jest rodzajem mikroskopu, który wykorzystuje elektrony zamiast fotonów i mdash;Jak konwencjonalny mikroskop świetlny i mdash;do obrazowania.Ponieważ elektrony mają znacznie mniejszą długość fali niż fotony, zapewniają znacznie większe powiększenie.Elektrony są małymi „satelitami”, które orbitują jądro atomowe i przenoszą ładunek elektryczny - te cząstki są tak małe, że w fizyce są często modelowane jako punkty.Jednak fale lekkie są znacznie większe, na przykład o długości fali około 500 nanometrów dla koloru zielonego.

Najlepsze mikroskopy optyczne oferują tylko około 2000x powiększenie próbki, podczas gdy niektóre mikroskopy elektronowe mogą powiększyć próbkę o 50 milionów razy;Natomiast 2 miliony razy jest bardziej typowe.Udaje się to do granicy rozdzielczości około 0,1 nanometrów, umożliwiając obserwację poszczególnych atomów na powierzchni.Mikroskop elektronowy został wynaleziony w 1931 roku, kiedy pierwszy działający prototyp został zbudowany przez Ernst Ruskę i Max Knoll.Ruska otrzymał ostatecznie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki (1986) za swoje osiągnięcie.

Istnieją cztery rodzaje mikroskopów elektronowych, pierwsze dwa są najczęstsze: transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM), skaningowy mikroskop elektronowy (SEM), mikroskop elektronowy odbicia (REM) i skaningowy mikroskop elektronowy (STEM).

Przekładni mikroskop elektronowy jest mikroskopem elektronowym, ponieważ został pierwotnie wynaleziony.Za pomocą próbki, która jest półprzezroczysta dla elektronów, wiązka elektronów jest wystrzeliwana bezpośrednio przez próbkę.Odbiornik po drugiej stronie mierzy gęstość elektronów w każdym punkcie i kompiluje je na obrazie w skali szarości.Jest to obraz próbki.

Skanujący mikroskop elektronowy ma nieco mniejszą rozdzielczość niż TEM, ale wciąż jest najpopularniejszą różnorodnością mikroskopu elektronowego.Jak sugeruje jego nazwa, skaningowy mikroskop elektronowy skanuje wiązkę elektronów na próbce.Zamiast analizować oryginalną wiązkę w celu uzyskania informacji o makijażu próbki, czujniki zbierają wtórne elektrony uwalniane z powierzchni próbki poprzez wzbudzenie z wiązki pierwotnej.To poświęca to rozdzielczość dla obrazu 3D próbki.Jest to więcej niż warte kompromisu, a SEMS są odpowiednio najpopularniejszymi mikroskopami elektronowymi.

Większość skaningowych mikroskopów elektronowych jest bardzo kosztowna w zakupie i utrzymaniu.Wymagają stabilnego źródła energii elektrycznej o wysokim napięciu, pompy próżniowej i cewek chłodzących.Próbki należy przygotować, zwykle poprzez powlekanie je cienką warstwą materiału przewodzącego, takiej jak złoto.