Miten pyyhkäisyelektronimikroskoopin ja transmissioelektronimikroskoopin kuvantamisperiaatteet eroavat toisistaan?
Pyyhkäisyelektronimikroskooppi sisältää pääasiassa sekundäärisen elektronikuvauksen näytteen elektronisuihkusäteilytyksen jälkeen, kun taas transmissioelektronimikroskoopin kirkaskenttäkuva on transmissioelektronikuvausta.
Elektronimikroskoopista, lyhennettynä elektronimikroskoopiksi, on tullut korvaamaton ja tärkeä työkalu modernissa tieteessä ja tekniikassa yli viidenkymmenen vuoden kehitystyön jälkeen.
Elektronimikroskooppi koostuu kolmesta osasta: peiliputkesta, tyhjiölaitteesta ja virtakaapista.
Linssipiippu koostuu pääasiassa elektronisista lähteistä, elektronisista linsseistä, näytetelineistä, fluoresoivista näytöistä ja ilmaisimista, jotka on yleensä koottu pylvääksi ylhäältä alas.
Elektronisia linssejä käytetään elektronien tarkentamiseen ja ne ovat elektronimikroskoopin putken tärkein komponentti. Yleensä käytetään magneettisia linssejä ja joskus myös sähköstaattisia linssejä. Se käyttää avaruudellista sähkö- tai magneettikenttää, joka on symmetrinen peiliputken akseliin nähden, elektronin liikeradan taivuttamiseksi akselia kohti, jolloin muodostuu kohdistus. Sen tehtävä on sama kuin optisella linssillä (kuperalla linssillä) optisessa mikroskoopissa valonsäteen tarkentamiseksi, joten sitä kutsutaan elektronilinssiksi. Optisen linssin tarkennus on kiinteä, kun taas elektronilinssin tarkennus on säädettävissä, joten elektronimikroskoopissa ei ole optisen mikroskoopin kaltaista liikkuvaa linssijärjestelmää. Useimmat nykyaikaiset elektronimikroskoopit käyttävät sähkömagneettisia linssejä, jotka fokusoivat elektronit vahvan magneettikentän kautta, jonka tuottaa vakaa DC-viritysvirta, joka kulkee napakengillä varustetun kelan läpi. Elektronilähde koostuu katodista, joka vapauttaa vapaita elektroneja, hilasta ja anodista, joka kiihdyttää elektroneja ympyrämäisesti. Katodin ja anodin välisen jännite-eron tulee olla erittäin suuri, tyypillisesti tuhansien volttien ja 3 miljoonan voltin välillä. Se voi lähettää ja muodostaa elektronisuihkuja tasaisella nopeudella, joten kiihdytysjännitteen stabiilisuudelta vaaditaan vähintään tuhannesosa.
Näyte voidaan sijoittaa vakaasti näytetelineeseen, ja usein on olemassa laitteita, joilla näytettä voidaan vaihtaa (kuten liikuttaa, pyörittää, lämmittää, jäähdyttää, venyttää jne.).
Miksi käyttää fluoresoivaa näyttöä? Koska elektronisuihkua ei voi nähdä paljaalla silmällä, on välttämätöntä käyttää fluoresoivaa näyttöä elektronisuihkun muuttamiseksi näkyväksi valonlähteeksi, jotta muodostuu kuva, joka voidaan nähdä silmillä.
Ilmaisimia käytetään elektronisten signaalien tai toissijaisten signaalien keräämiseen.
Pyyhkäisyelektronimikroskoopin elektronisäde ei kulje näytteen läpi, vaan fokusoi elektronisuihkun mahdollisimman paljon pienelle alueelle näytteestä ja skannaa sitten näytteen rivi riviltä. Tulevat elektronit saavat näytepinnan virittymään toisioelektroneilla. Mikroskooppi tarkkailee jokaisesta pisteestä hajallaan olevia elektroneja. Näytteen viereen sijoitettu tuikekide vastaanottaa nämä toissijaiset elektronit ja moduloi kuvaputken elektronisuihkun intensiteettiä vahvistuksen jälkeen, mikä muuttaa kuvaputken fluoresoivan näytön kirkkautta. Kuva on kolmiulotteinen kuva, joka heijastaa näytteen pintarakennetta. Kuvaputken poikkeutuskela synkronoidaan näytteen pinnalla olevan elektronisuihkun kanssa skannausta varten siten, että kuvaputken fluoresoiva näyttö näyttää näytepinnan morfologian kuvan, joka on samanlainen kuin teollisuustelevision toimintaperiaate. Koska tällaisessa mikroskoopissa olevien elektronien ei tarvitse kulkea näytteen läpi, elektronien kiihtymisjännitteen ei tarvitse olla kovin korkea.
Pyyhkäisyelektronimikroskoopin resoluutio riippuu pääasiassa näytteen pinnalla olevan elektronisuihkun halkaisijasta. Suurennus on kuvantamisputken skannausamplitudin ja näytteen skannausamplitudin suhde, joka voi jatkuvasti muuttua kymmenistä kertoista satoihin tuhansiin kertoja. Pyyhkäisyelektronimikroskooppi ei vaadi kovin ohuita näytteitä; Kuvissa on vahva stereoskoopin tunne; Se voi analysoida aineiden koostumusta käyttämällä tietoja, kuten sekundaarielektroneja, absorboituneita elektroneja ja elektronisuihkujen ja aineiden välisen vuorovaikutuksen synnyttämiä röntgensäteitä.
Pyyhkäisevän elektronimikroskopian valmistus perustuu elektronien ja aineen väliseen vuorovaikutukseen. Kun korkeaenerginen elektronisuihku pommittaa aineen pintaa, virittyvä alue synnyttää sekundäärisiä elektroneja, Auger-elektroneja, ominaista ja jatkuvaa röntgensäteitä, takaisinsironneita elektroneja, läpäiseviä elektroneja ja sähkömagneettista säteilyä näkyvässä, ultravioletti- ja infrapuna-alueet. Samaan aikaan voidaan myös synnyttää elektronireikäpareja, hilavärähtelyjä (fononeja) ja elektronivärähtelyjä (plasma).
