Elektronimikroskoopin kehityskulku
Elektronimikroskoopin koostumus
Elektronilähde: se on katodi, joka vapauttaa vapaita elektroneja, ja rengasmainen anodi kiihdyttää elektroneja. Katodin ja anodin välisen jännite-eron on oltava erittäin suuri, yleensä useista tuhansista volteista 3 miljoonaan volttiin.
Elektronit: käytetään elektronien fokusoimiseen. Yleensä käytetään magneettisia linssejä, ja joskus käytetään sähköstaattisia linssejä. Elektronisen linssin toiminto on sama kuin optisen linssin optisessa mikroskoopissa. Optisen linssin tarkennus on kiinteä, kun taas elektronisen linssin tarkennusta voidaan säätää, joten elektronimikroskoopissa ei ole optisen mikroskoopin kaltaista liikkuvaa linssijärjestelmää.
Tyhjiölaite: Tyhjiölaitetta käytetään varmistamaan tyhjiötila mikroskoopissa, jotta elektronit eivät imeydy tai poikkea matkallaan.
Näyteteline: näyte voidaan sijoittaa vakaasti näytetelineeseen. Lisäksi on usein laitteita, joilla näytettä voidaan vaihtaa (kuten liikuttaa, pyörittää, lämmittää, jäähdyttää, venyttää jne.).
Ilmaisin: Signaali tai toissijainen signaali, jota käytetään keräämään elektroneja. Laji Näytteen projektio voidaan saada suoraan transmissioelektronimikroskoopilla. Tässä mikroskoopissa elektronit kulkevat näytteen läpi, joten näytteen on oltava hyvin ohut. Näytteen paksuuden määrää näytteen muodostavien atomien atomipaino, kiihtyvien elektronien jännite ja haluttu resoluutio. Näytteen paksuus voi vaihdella useista nanometreistä useisiin mikroniin. Mitä suurempi atomipaino ja pienempi jännite, sitä ohuempi näytteen tulee olla.
Objektiivilinssin linssijärjestelmää vaihtamalla ihmiset voivat suoraan suurentaa objektiivin tarkennuksen kuvaa. Tästä ihmiset voivat saada elektronidiffraktiokuvia. Tämän kuvan avulla voidaan analysoida näytteen kiderakennetta.
Energiasuodatetussa transmissioelektronimikroskoopissa (EFTEM) ihmiset mittaavat elektronien nopeuden muutosta niiden kulkiessa näytteen läpi. Tästä voimme päätellä näytteen kemiallisen koostumuksen, kuten kemiallisten alkuaineiden jakautumisen näytteessä.
Elektronimikroskoopin kehityskulku
Vuonna 1931 saksalaiset M. Noel ja E. ruska modifioivat korkeajänniteoskilloskooppia, jossa oli kylmäkatodipurkauselektronilähde ja kolme elektronista linssiä, ja saivat kuvan, jonka suurennus oli yli kymmenen kertaa. Transmissioelektronimikroskooppi keksittiin, mikä vahvisti mahdollisuuden suurentaa kuvantamista elektronimikroskoopilla. Vuonna 1932 ruskan parannusten jälkeen elektronimikroskoopin resoluutio saavutti 50 nanometriä, mikä oli noin kymmenen kertaa optisen mikroskoopin tuohon aikaan verrattuna, rikkoen optisen mikroskoopin resoluutiorajan, joten ihmiset alkoivat kiinnitä huomiota elektronimikroskooppiin. 1940-luvulla yhdysvaltalainen Hill käytti astigmatismilaitetta kompensoimaan elektronin linssin kiertoepäsymmetriaa, mikä teki uuden läpimurron elektronimikroskoopin resoluutiossa ja saavutti vähitellen nykyaikaisen tason. Kiinassa vuonna 1958 kehitettiin menestyksekkäästi transmissioelektronimikroskooppi, jonka resoluutio oli 3 nm, ja suuri elektronimikroskooppi, jonka resoluutio oli 0,3 nm, valmistettiin vuonna 1979.
