Методи за класификация и категории на електронни микроскопи
Електронните микроскопи могат да бъдат разделени на трансмисионни електронни микроскопи, сканиращи електронни микроскопи, отразяващи електронни микроскопи и емисионни електронни микроскопи според техните структури и приложения.
Трансмисионните електронни микроскопи често се използват за наблюдение на малки материални структури, които не могат да бъдат разграничени с обикновени микроскопи; сканиращите електронни микроскопи се използват главно за наблюдение на морфологията на твърди повърхности и могат също да се комбинират с рентгенови дифрактометри или спектрометри за електронна енергия, за да се образуват електронни Микросондите се използват за анализ на състава на материала; емисионните електронни микроскопи се използват за изследване на повърхности на самоизлъчващи електрони.
Трансмисионен електронен микроскоп
Наименуван е след като електронният лъч прониква в пробата и след това използва електронна леща за изобразяване и увеличаване на изображението. Неговият светлинен път е подобен на този на оптичен микроскоп и може директно да получи проекцията на проба. Чрез промяна на системата от лещи на лещата на обектива можете директно да увеличите изображението във фокусната точка на лещата на обектива. От това могат да се получат изображения на електронна дифракция. Това изображение може да се използва за анализ на кристалната структура на пробата. При този тип електронен микроскоп контрастът на детайлите на изображението се формира от разсейването на електронния лъч от атомите на пробата. Тъй като електроните трябва да преминат през пробата, пробата трябва да е много тънка. Дебелината на пробата се определя от атомните тегла на атомите, които изграждат пробата, напрежението, при което се ускоряват електроните, и желаната разделителна способност. Дебелината на пробата може да варира от няколко нанометра до няколко микрометра. Колкото по-високо е атомното тегло и колкото по-ниско е напрежението, толкова по-тънка трябва да бъде пробата. По-тънката или част с по-ниска плътност на пробата има по-малко разсейване на електронния лъч, така че повече електрони преминават през отвора на лещата на обектива и участват в изображението, което прави изображението да изглежда по-ярко. Обратно, по-дебели или по-плътни части от пробата ще изглеждат по-тъмни в изображението. Ако пробата е твърде дебела или плътна, контрастът на изображението ще се влоши и дори може да бъде повреден или унищожен от абсорбирането на енергията на електронния лъч.
Разделителната способност на трансмисионния електронен микроскоп е {{0}}.1~0.2nm, а увеличението е десетки хиляди до стотици хиляди пъти. Тъй като електроните лесно се разпръскват или абсорбират от обекти, силата на проникване е ниска и трябва да се подготвят по-тънки ултратънки секции (обикновено 50 до 100 nm).
Горната част на цевта на трансмисионния електронен микроскоп е електронен пистолет. Електроните се излъчват от горещия катод с волфрамова жичка и преминават през първия и втория кондензатор, за да фокусират електронния лъч. След като електронният лъч премине през пробата, той се изобразява върху междинното огледало от лещата на обектива и след това постепенно се усилва от междинното огледало и проекционното огледало и се изобразява върху флуоресцентния екран или фотографската суха плака. Междинното огледало основно регулира тока на възбуждане и увеличението може непрекъснато да се променя от десетки пъти до стотици хиляди пъти. Чрез промяна на фокусното разстояние на междинното огледало могат да се получат електронни микроскопски изображения и електронни дифракционни изображения върху малки части от една и съща проба. .
сканиращ електронен микроскоп
Електронният лъч на сканиращия електронен микроскоп не преминава през пробата, а само фокусира електронния лъч върху малка площ от пробата, доколкото е възможно, и след това сканира пробата ред по ред. Падащите електрони предизвикват възбуждане на вторични електрони от повърхността на пробата. Това, което микроскопът наблюдава, са електроните, разпръснати от всяка точка. Сцинтилационният кристал, поставен до пробата, приема тези вторични електрони и ги усилва, за да модулира интензитета на електронния лъч на кинескопа, като по този начин променя яркостта на флуоресцентния екран на кинескопа. Изображението е триизмерно изображение, отразяващо повърхностната структура на образеца. Отклоняващата намотка на кинескопа продължава да сканира синхронно с електронния лъч на повърхността на пробата, така че флуоресцентният екран на кинескопа показва топографското изображение на повърхността на пробата, което е подобно на работния принцип на индустриалната телевизия. Тъй като електроните в такъв микроскоп не трябва да се предават през пробата, напрежението, при което се ускоряват, не трябва да е много високо.
Разделителната способност на сканиращия електронен микроскоп се определя главно от диаметъра на електронния лъч върху повърхността на пробата. Увеличението е съотношението на амплитудата на сканиране на кинескопа към амплитудата на сканиране на пробата и може непрекъснато да варира от десетки пъти до стотици хиляди пъти. Сканиращите електронни микроскопи не изискват много тънки проби; изображенията имат силен триизмерен ефект; те могат да използват информация като вторични електрони, абсорбционни електрони и рентгенови лъчи, генерирани от взаимодействието между електронни лъчи и вещества, за да анализират състава на веществата.
Конструкцията на сканиращите електронни микроскопи се основава на взаимодействието между електрони и материя. Когато лъч от високоенергийни падащи електрони бомбардира повърхността на даден материал, възбудената зона ще произведе вторични електрони, Оже електрони, характеристични рентгенови лъчи и рентгенови лъчи с непрекъснат спектър, обратно разпръснати електрони, предавани електрони и видими, ултравиолетови и инфрачервена светлина. електромагнитно излъчване, генерирано в района. В същото време могат също да се генерират двойки електрон-дупка, вибрации на решетката (фонони) и електронни трептения (плазма).
