Elektronimikroskoopin osat
Elektronilähde: Se on katodi, joka vapauttaa vapaita elektroneja, ja renkaan muotoinen anodi kiihdyttää elektroneja. Katodin ja anodin välisen jännite-eron tulee olla erittäin suuri, tyypillisesti useista tuhansista volteista kolmeen miljoonaan volttiin.
Elektronit: Käytetään elektronien fokusoimiseen. Yleensä käytetään magneettisia linssejä, ja joskus käytetään myös sähköstaattisia linssejä. Elektronilinssin toiminto on sama kuin optisen linssin optisessa mikroskoopissa. Optisen linssin tarkennus on kiinteä, mutta elektronisen linssin tarkennusta voidaan säätää, joten elektronimikroskoopissa ei ole optisen mikroskoopin kaltaista liikkuvaa linssijärjestelmää.
Tyhjiölaite: Tyhjiölaitetta käytetään varmistamaan tyhjiötila mikroskoopin sisällä, jotta elektronit eivät imeydy tai poikkea matkallaan.
Näytepidike: Näytteet voidaan sijoittaa näytetelineeseen vakaasti. Lisäksi on usein laitteita, joilla näytettä voidaan vaihtaa (kuten liikuttaa, pyörittää, lämmittää, jäähdyttää, pidentää jne.).
Ilmaisin: Signaali tai toissijainen signaali, jota käytetään keräämään elektroneja. Näytteen projektio voidaan saada suoraan käyttämällä transmissioelektronimikroskooppia (Transmission Electron Microscopy TEM). Elektronit kulkevat näytteen läpi tässä mikroskoopissa, joten näytteen on oltava erittäin ohut. Näytteen muodostavien atomien atomipaino, jännite, jolla elektronit kiihtyvät, ja haluttu resoluutio määräävät näytteen paksuuden. Näytteen paksuus voi vaihdella muutamasta nanometristä muutamaan mikrometriin. Mitä suurempi atomimassa ja pienempi jännite, sitä ohuempi näytteen tulee olla.
Objektiivin linssijärjestelmää vaihtamalla voidaan suoraan suurentaa kuvaa objektiivin polttopisteessä. Tästä voidaan saada elektronidiffraktiokuvia. Tämän kuvan avulla voidaan analysoida näytteen kiderakennetta.
Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) -tekniikassa ihmiset mittaavat muutoksia elektronien nopeudessa niiden kulkiessa näytteen läpi. Tästä voidaan päätellä näytteen kemiallinen koostumus, kuten kemiallisten alkuaineiden jakautuminen näytteessä.
Elektronimikroskooppien käyttötarkoitukset
Elektronimikroskoopit voidaan jakaa rakenteen ja käyttötarkoituksensa mukaan transmissioelektronimikroskooppeihin, pyyhkäisyelektronimikroskooppeihin, heijastuselektronimikroskooppeihin ja emissioelektronimikroskooppeihin. Transmissioelektronimikroskooppeja käytetään usein tarkkailemaan hienoja materiaalirakenteita, joita ei voida erottaa tavallisilla mikroskoopeilla; pyyhkäisyelektronimikroskooppeja käytetään pääasiassa kiinteiden pintojen morfologian tarkkailuun, ja ne voidaan myös yhdistää röntgendiffraktometreihin tai elektronienergiaspektrometreihin sähköisten mikrokoettimien muodostamiseksi materiaalikoostumusanalyysiä varten; emissioelektronimikroskooppi itsesäteilevien elektronipintojen tutkimiseen.
Transmissioelektronimikroskooppi on saanut nimensä siitä, että elektronisäde tunkeutuu näytteeseen ja suurentaa sitten kuvan elektronilinssillä. Sen optinen polku on samanlainen kuin optisen mikroskoopin. Tämän tyyppisessä elektronimikroskoopissa kuvan yksityiskohtien kontrasti syntyy sirottamalla elektronisuihkua näytteen atomeista. Näytteen ohuemmassa tai pienemmän tiheyden osassa on vähemmän elektronisäteen sirontaa, joten enemmän elektroneja kulkee objektiivin diafragman läpi ja osallistuu kuvantamiseen ja näyttävät kuvassa kirkkaammilta. Sitä vastoin näytteen paksummat tai tiheämmät osat näyttävät tummemmilta kuvassa. Jos näyte on liian paksu tai liian tiheä, kuvan kontrasti heikkenee tai jopa vaurioituu tai tuhoutuu absorboimalla elektronisäteen energiaa.
