Vad är ett elektronmikroskop?

Ett elektronmikroskop är en typ av mikroskop som använder elektroner snarare än fotoner och mdash;som ett konventionellt ljusmikroskop gör mdash;för avbildning.Eftersom elektroner har en mycket mindre våglängd än fotoner ger de mycket större förstoring.Elektroner är de små "satelliterna" som kretsar runt atomkärnan och bär elektrisk laddning - dessa partiklar är så små att de i fysiken ofta modelleras som punkter.Ändå är ljusvågor mycket större, med en våglängd på cirka 500 nanometer för färgen grön, till exempel.

De bästa optiska mikroskopen erbjuder endast cirka 2000x förstoring av ett prov, medan vissa elektronmikroskop kan förstora ett prov med 50 miljoner gånger;Däremot är 2 miljoner gånger mer typisk.Detta fungerar till en upplösningsgräns på cirka 0,1 nanometer, vilket möjliggör observation av individuella atomer på en yta.Elektronmikroskopet uppfanns 1931, då den första arbetsprototypen byggdes av Ernst Ruska och Max Knoll.Ruska tilldelades så småningom Nobelpriset i fysik (1986) för sin prestation.

Det finns fyra typer av elektronmikroskop, de första två är det vanligaste: transmissionselektronmikroskopet (TEM), skanningselektronmikroskop (SEM), reflektionselektronmikroskop (REM) och skanningsöverföringselektronmikroskopet (STEM).

Transmissionselektronmikroskopet är elektronmikroskopet eftersom det ursprungligen uppfanns.Med hjälp av ett prov som är halvtransparent till elektroner avfyras en elektronstråle direkt genom provet.En mottagare på andra sidan mäter tätheten av elektroner vid varje enskild punkt och sammanställer dem till en gråskala bild.Detta är bilden av provet.

Ett skanningselektronmikroskop har något mindre upplösning än en TEM, men är fortfarande den mest populära variationen av elektronmikroskop.Som namnet antyder skannar ett skanningselektronmikroskop en elektronstråle över provet.Istället för att analysera den ursprungliga strålen för information om smink av provet, plockar sensorer sekundära elektroner frisatta från ytan på provet via excitation från primärstrålen.Detta offrar viss upplösning för en 3D -bild av provet.Detta är mer än värt avvägningen, och SEM är följaktligen de mest populära elektronmikroskop.

De flesta skannande elektronmikroskop är mycket kostsamma att köpa och underhålla.De kräver en stabil högspänningselektricitetskälla, en vakuumpump och kylspolar.Prover måste framställas, vanligtvis genom att belägga dem med ett tunt lager av ledande material som guld.