Mikroskop elektronowy, mikroskop, który osiąga niezwykle wysoką rozdzielczość za pomocą wiązki elektronów zamiast wiązki światła w celu oświetlenia obiektu badanego.
metalurgia: mikroskopia elektronowa
Poczyniono ogromne postępy w wykorzystaniu precyzyjnie skupionych wiązek elektronów energetycznych do badania metali. Mikroskop elektronowy s
Historia
Podstawowe badania przeprowadzone przez wielu fizyków w pierwszej ćwierci XX wieku sugerują, że promienie katodowe (tj. Elektrony) mogą być w jakiś sposób wykorzystane do zwiększenia rozdzielczości mikroskopu. Francuski fizyk Louis de Broglie otworzył drogę w 1924 r., Sugerując, że wiązki elektronów można uznać za formę ruchu falowego. De Broglie wyprowadził wzór na ich długość fali, która wykazała, że na przykład dla elektronów przyspieszonych o 60 000 woltów (lub 60 kilowoltów [k]), efektywna długość fali wynosiłaby 0,05 angstremu (Å) - tj. 1/100 000 długości fali zielonej światło. Gdyby takie fale można było zastosować w mikroskopie, spowodowałoby to znaczny wzrost rozdzielczości. W 1926 r. Wykazano, że pola magnetyczne lub elektrostatyczne mogą służyć jako soczewki dla elektronów lub innych naładowanych cząstek. Odkrycie to zapoczątkowało badanie optyki elektronowej, a do 1931 r. Niemieccy inżynierowie elektrycy Max Knoll i Ernst Ruska opracowali dwuobiektywowy mikroskop elektronowy, który wytwarzał obrazy źródła elektronu. W 1933 r. Zbudowano prymitywny mikroskop elektronowy, który obrazował raczej próbkę niż źródło elektronu, aw 1935 r. Knoll wykonał skanowany obraz stałej powierzchni. Rozdzielczość mikroskopu optycznego wkrótce została przekroczona.
Niemiecki fizyk Manfred, Freiherr (baron) von Ardenne i brytyjski inżynier elektronik Charles Oatley położyli podwaliny pod transmisyjną mikroskopię elektronową (w której wiązka elektronów przemieszcza się przez próbkę) i skaningową mikroskopię elektronową (w której wiązka elektronowa wyrzuca się z próbki inne elektrony, które są następnie analizowane), które są w szczególności zapisane w książce Ardenne Elektronen-Übermikroskopie (1940). Dalszy postęp w budowie mikroskopów elektronowych został opóźniony podczas II wojny światowej, ale nabrał impetu w 1946 r. Dzięki wynalezieniu stygmatora, który kompensuje astygmatyzm soczewki obiektywowej, po którym produkcja stała się bardziej rozpowszechniona.
Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) może obrazować próbki o grubości do 1 mikrometra. Wysokonapięciowe mikroskopy elektronowe są podobne do TEM, ale działają przy znacznie wyższych napięciach. Skanujący mikroskop elektronowy (SEM), w którym wiązka elektronów jest skanowana po powierzchni ciała stałego, służy do budowania obrazu szczegółów struktury powierzchni. Środowiskowy skaningowy mikroskop elektronowy (ESEM) może generować zeskanowany obraz próbki w atmosferze, w przeciwieństwie do SEM, i nadaje się do badania wilgotnych próbek, w tym niektórych żywych organizmów.
Kombinacje technik dały początek skaningowemu transmisyjnemu mikroskopowi elektronowemu (STEM), który łączy metody TEM i SEM, oraz mikroanalizator z sondą elektronową lub analizator mikroprobów, który umożliwia analizę chemiczną składu materiałów przy użyciu padająca wiązka elektronów w celu wzbudzenia emisji charakterystycznych promieni rentgenowskich przez pierwiastki chemiczne w próbce. Te promieniowanie rentgenowskie jest wykrywane i analizowane przez spektrometry wbudowane w przyrząd. Analizatory mikroprobów są w stanie wytworzyć obraz skanowany elektronowo, dzięki czemu struktura i skład mogą być łatwo skorelowane.
Innym rodzajem mikroskopu elektronowego jest mikroskop emisyjny, w którym do wyciągania elektronów z drutu zamontowanego w lampie katodowej wykorzystuje się silne pole elektryczne.
