Састав електронског микроскопа
Састав електронског микроскопа
Главне компоненте су:
Извор електрона: Катода која ослобађа слободне електроне и анода у облику прстена која убрзава електроне. Разлика напона између катоде и аноде мора бити веома висока, обично између хиљада волти и 3 милиона волти.
Електрон: Користи се за фокусирање електрона. Генерално, користе се магнетна сочива, а понекад се користе и електростатичка сочива. Функција електронског сочива је иста као и оптичка сочива у оптичком микроскопу. Фокус оптичког сочива је фиксан, док се фокус електронског сочива може подесити, тако да електронски микроскоп нема систем покретних сочива као оптички микроскоп.
Вакум уређај: Вакум уређај који се користи за одржавање вакуумског стања унутар микроскопа, тако да се електрони не апсорбују или одбијају на свом путу.
Сталак за узорке: Узорак се може стабилно поставити на сталак за узорке. Поред тога, често постоје уређаји који се могу користити за промену узорка (као што су померање, ротација, грејање, хлађење, истезање итд.).
Детектор: Сигнал или секундарни сигнал који се користи за прикупљање електрона. Пројекција узорка се може директно добити помоћу трансмисионог електронског микроскопа (ТЕМ). У овом микроскопу, електрони пролазе кроз узорак, тако да узорак мора бити веома танак. Атомска тежина атома који чине узорак, напон убрзавајућих електрона и жељена резолуција одређују дебљину узорка. Дебљина узорка може да се креће од неколико нанометара до неколико микрона. Што је већа атомска тежина и нижи напон, узорак мора бити тањи.
Променом система сочива сочива објектива, може се директно увећати слика фокусне тачке сочива објектива. Из овога се могу добити слике дифракције електрона. Коришћењем ове слике може се анализирати кристална структура узорка.
У електронском микроскопу са филтрирањем енергије (ЕФТЕМ), људи мере промену брзине електрона док пролазе кроз узорак. Из овога можемо закључити хемијски састав узорка, као што је дистрибуција хемијских елемената унутар узорка.
Курс развоја електронског микроскопа
М. Ноел и Е. Руска из Немачке су 1931. модификовали високонапонски осцилоскоп са извором електрона са хладном катодом и три електронска сочива и добили слике које су увећане више од десет пута. Измислили су трансмисиони електронски микроскоп, потврђујући могућност увећања слике помоћу електронског микроскопа. Године 1932, након побољшања Руске, резолуциона способност електронског микроскопа достигла је 50 нанометара, што је око десет пута већа резолуциона способност оптичког микроскопа у то време, пробијајући границу резолуције оптичког микроскопа. Стога је електронски микроскоп почео да добија пажњу. Током 1940-их, Хил из Сједињених Држава је користио астигматизатор да компензује ротационе асиметрије електронског сочива, чинећи нови пробој у резолуцији електронског микроскопа и постепено достижући савремени ниво. У Кини је трансмисиони електронски микроскоп са резолуцијом од 3 нанометра успешно развијен 1958. Године 1979. развијен је велики електронски микроскоп резолуције 0,3 нанометра.
Принцип конструкције електронског микроскопа
Електронски микроскоп се састоји од цеви сочива, вакуум система и ормара за напајање. Цијев сочива углавном укључује компоненте као што су електронски пиштољ, електронско сочиво, држач узорка, флуоресцентни екран и фотографски механизам. Ове компоненте се обично склапају у колону од врха до дна; Вакум систем се састоји од механичке вакуум пумпе, дифузионе пумпе, вакум вентила итд., и повезан је са цеви сочива кроз цев за извлачење ваздуха; Орман за напајање се састоји од високонапонског генератора, стабилизатора побудне струје и разних јединица за подешавање и управљање.
Електронско сочиво је најважнија компонента у цеви сочива електронског микроскопа. Користи просторно електрично или магнетно поље симетрично у односу на ос цеви сочива да савије путању електрона према оси и формира фокус. Његова функција је слична оној стакленог конвексног сочива за фокусирање светлосног зрака, па се назива електронским сочивом. Већина савремених електронских микроскопа користи електромагнетна сочива, која фокусирају електроне са јаким магнетним пољем које генерише стабилна једносмерна струја побуде која тече кроз калем са ципелама.
Електронски пиштољ је компонента која се састоји од вруће катоде од волфрамове жице, електроде капије и катоде. Може да емитује и формира електронски сноп са уједначеном брзином, тако да се захтева да стабилност напона убрзања не буде мања од 1/10000.
