Kính hiển vi điện tử là gì?

Một kính hiển vi điện tử là một loại kính hiển vi sử dụng các electron thay vì photon mdash;như một kính hiển vi ánh sáng thông thường không mdash;cho hình ảnh.Bởi vì các electron có bước sóng nhỏ hơn nhiều so với photon, chúng cung cấp độ phóng đại lớn hơn nhiều.Các electron là các vệ tinh nhỏ bé của người Viking đã quay quanh hạt nhân nguyên tử và mang điện tích - những hạt này rất nhỏ đến mức trong vật lý, chúng thường được mô hình hóa thành các điểm.Tuy nhiên, sóng ánh sáng lớn hơn nhiều, ví dụ như bước sóng khoảng 500 nanomet cho màu xanh lá cây.Các kính hiển vi quang học tốt nhất chỉ cung cấp độ phóng đại khoảng 2000x của một mẫu, trong khi một số kính hiển vi điện tử có thể phóng đại mẫu 50 triệu lần;Ngược lại, 2 triệu lần là điển hình hơn.Điều này hoạt động đến giới hạn độ phân giải khoảng 0,1 nanomet, cho phép quan sát các nguyên tử riêng lẻ trên bề mặt.Kính hiển vi điện tử được phát minh vào năm 1931, khi nguyên mẫu làm việc đầu tiên được chế tạo bởi Ernst Ruska và Max Knoll.Ruska cuối cùng đã được trao giải thưởng Nobel về Vật lý (1986) vì thành tích của ông.Có bốn loại kính hiển vi điện tử, hai loại đầu tiên là phổ biến nhất: kính hiển vi điện tử truyền (TEM), kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử phản xạ (REM) và kính hiển vi điện tử truyền quét (STEM).Kính hiển vi điện tử truyền tải là kính hiển vi điện tử vì nó được phát minh ban đầu.Sử dụng một mẫu bán trong suốt cho các electron, một chùm electron được bắn trực tiếp qua mẫu.Một máy thu ở phía bên kia đo mật độ của các electron tại mỗi điểm riêng lẻ và biên dịch chúng thành một hình ảnh thang độ xám.Đây là hình ảnh của mẫu. Một kính hiển vi điện tử quét có độ phân giải ít hơn một chút so với TEM, nhưng vẫn là loại kính hiển vi điện tử phổ biến nhất.Giống như tên của nó ngụ ý, kính hiển vi điện tử quét quét một chùm electron trên mẫu.Thay vì phân tích chùm tia gốc để biết thông tin về trang điểm của mẫu, các cảm biến lấy các electron thứ cấp được giải phóng từ bề mặt của mẫu thông qua kích thích từ chùm tia chính.Điều này hy sinh một số độ phân giải cho hình ảnh 3D của mẫu.Điều này nhiều hơn giá trị giao dịch và SEMS là kính hiển vi điện tử phổ biến nhất. Hầu hết các kính hiển vi điện tử quét rất tốn kém để mua và duy trì.Chúng yêu cầu một nguồn điện điện áp cao ổn định, bơm chân không và cuộn dây làm mát.Các mẫu phải được chuẩn bị, thường bằng cách phủ chúng bằng một lớp vật liệu dẫn điện mỏng như vàng.