Ako sa líšia zobrazovacie princípy rastrovacej elektrónovej mikroskopie a transmisnej elektrónovej mikroskopie
Skenovacia elektrónová mikroskopia zahŕňa najmä zobrazovanie sekundárnymi elektrónmi po ožiarení vzorky elektrónovým lúčom, zatiaľ čo obraz v jasnom poli transmisnej elektrónovej mikroskopie je zobrazovanie transmisným elektrónom.
Elektrónový mikroskop, skrátene elektrónový mikroskop, sa po viac ako päťdesiatich rokoch vývoja stal nepostrádateľným a dôležitým nástrojom modernej vedy a techniky.
Elektrónový mikroskop sa skladá z troch častí: zrkadlovej trubice, vákuového zariadenia a napájacej skrine.
Tubus objektívu pozostáva hlavne z elektronických zdrojov, elektronických šošoviek, stojanov na vzorky, fluorescenčných obrazoviek a detektorov, ktoré sú zvyčajne zostavené do stĺpca zhora nadol.
Elektronické šošovky sa používajú na zaostrovanie elektrónov a sú najdôležitejšou súčasťou trubice elektrónového mikroskopu. Vo všeobecnosti sa používajú magnetické šošovky a niekedy sa používajú aj elektrostatické šošovky. Využíva priestorové elektrické alebo magnetické pole symetrické k osi zrkadlovej trubice na ohýbanie trajektórie elektrónov smerom k osi, čím sa vytvára ohnisko. Jeho funkcia je rovnaká ako funkcia optickej šošovky (konvexná šošovka) v optickom mikroskope na zaostrenie lúča svetla, preto sa nazýva elektrónová šošovka. Ohnisko optickej šošovky je pevné, zatiaľ čo ohnisko elektrónovej šošovky sa dá nastaviť, takže elektrónový mikroskop nemá pohyblivý systém šošoviek ako optický mikroskop. Väčšina moderných elektrónových mikroskopov používa elektromagnetické šošovky, ktoré zaostrujú elektróny prostredníctvom silného magnetického poľa generovaného stabilným jednosmerným budiacim prúdom prechádzajúcim cievkou s pólovými nástavcami. Zdroj elektrónov sa skladá z katódy, ktorá uvoľňuje voľné elektróny, brány a anódy, ktorá urýchľuje elektróny v kruhovom vzore. Rozdiel napätia medzi katódou a anódou musí byť veľmi vysoký, zvyčajne medzi tisíckami voltov a 3 miliónmi voltov. Dokáže vyžarovať a vytvárať elektrónové lúče s rovnomernou rýchlosťou, preto sa vyžaduje, aby stabilita akceleračného napätia nebola menšia ako jedna tisícina.
Vzorka môže byť stabilne umiestnená na stojane na vzorky a často existujú zariadenia, ktoré možno použiť na zmenu vzorky (ako je pohyb, otáčanie, zahrievanie, chladenie, naťahovanie atď.).
Prečo používať fluorescenčnú obrazovku? Pretože elektrónový lúč nemožno vidieť voľným okom, je potrebné použiť fluorescenčnú clonu na premenu elektrónového lúča na zdroj viditeľného svetla, aby sa vytvoril obraz viditeľný očami.
Detektory sa používajú na zber elektronických signálov alebo sekundárnych signálov.
Elektrónový lúč rastrovacieho elektrónového mikroskopu neprechádza cez vzorku, iba sústreďuje elektrónový lúč čo najviac na malú oblasť vzorky a potom skenuje vzorku riadok po riadku. Dopadajúce elektróny spôsobujú excitáciu povrchu vzorky sekundárnymi elektrónmi. Mikroskop pozoruje elektróny rozptýlené z každého bodu. Scintilačný kryštál umiestnený vedľa vzorky prijíma tieto sekundárne elektróny a moduluje intenzitu elektrónového lúča obrazovky po zosilnení, čím mení jas fluorescenčnej obrazovky obrazovky. Obraz je trojrozmerný obraz, ktorý odráža štruktúru povrchu vzorky. Vychyľovacia cievka obrazovky je synchronizovaná s elektrónovým lúčom na povrchu vzorky na skenovanie, takže fluorescenčná obrazovka obrazovky zobrazuje morfologický obraz povrchu vzorky, ktorý je podobný princípu fungovania priemyselnej televízie. Vzhľadom na to, že elektróny v takomto mikroskope nemusia prechádzať cez vzorku, napätie, pri ktorom sa elektróny zrýchľujú, nemusí byť veľmi vysoké.
Rozlíšenie rastrovacieho elektrónového mikroskopu závisí hlavne od priemeru elektrónového lúča na povrchu vzorky. Zväčšenie je pomer amplitúdy skenovania na zobrazovacej trubici k amplitúde skenovania na vzorke, ktorá sa môže plynule meniť od desaťnásobku po státisíckrát. Skenovacia elektrónová mikroskopia nevyžaduje veľmi tenké vzorky; Obrázky majú silný zmysel pre stereoskopiu; Dokáže analyzovať zloženie látok pomocou informácií, ako sú sekundárne elektróny, absorbované elektróny a röntgenové lúče generované interakciou medzi elektrónovými lúčmi a látkami.
Výroba rastrovacej elektrónovej mikroskopie je založená na interakcii medzi elektrónmi a hmotou. Keď vysokoenergetický ľudský lúč elektrónov bombarduje povrch látky, excitovaná oblasť vygeneruje sekundárne elektróny, Augerove elektróny, charakteristické a kontinuálne röntgenové žiarenie, spätne rozptýlené elektróny, prenesené elektróny a elektromagnetické žiarenie vo viditeľnom, ultrafialovom a infračervené oblasti. Súčasne môžu byť generované aj páry elektrónových dier, vibrácie mriežky (fonóny) a oscilácie elektrónov (plazma).
