Врсте електронских микроскопа
Електронски микроскопи се могу поделити на трансмисионе електронске микроскопе, скенирајуће електронске микроскопе, рефлексионе електронске микроскопе и емисионе електронске микроскопе према њиховој структури и употреби.
Трансмисиони електронски микроскопи се често користе за посматрање финих структура материјала које се не могу разлучити обичним микроскопима;
Скенирајући електронски микроскопи се углавном користе за посматрање морфологије чврстих површина, а такође се могу комбиновати са рендгенским дифрактометрима или спектрометрима електронске енергије да би се формирале електронске микросонде за анализу састава материјала;
Емисиона електронска микроскопија се користи за проучавање самоемитујућих површина електрона.
(1) Трансмисиони електронски микроскоп
Компоненте трансмисионог електронског микроскопа (ТЕМ) укључују:
1. Електронски топ: емитује електроне, састављен од катоде, решетке и аноде.
2. Кондензаторска сочива: То је електронско сочиво, које концентрише електронски сноп и може се користити за контролу интензитета осветљења и угла отвора бленде.
3. Комора за узорке: поставите узорак који се посматра, и опремљена је ротирајућим столом за промену угла узорка, као и опремљена грејањем, хлађењем и другом опремом.
4. Објективна сочива: То је сочиво кратке удаљености са великим увећањем, а његова функција је да увећа електронску слику. Објектив је кључ за одређивање моћи резолуције и квалитета слике трансмисионог електронског микроскопа.
5. Средње огледало: То је слабо сочиво са променљивим увећањем, а његова функција је да поново увећа електронску слику. Подешавањем струје средњег огледала, слика или образац дифракције електрона објекта се може изабрати за појачање.
6. Огледало за пренос: То је снажно сочиво са великим увећањем, које се користи за даље повећање средње слике након другог увећања, а затим формирање слике на флуоресцентном екрану.
7. Секундарна вакуум пумпа: вакуумирајте комору за узорке.
8. Уређај камере: користи се за снимање слика. Пошто се електрони лако распршују или их апсорбују објекти, моћ продирања је мала, а густина и дебљина узорка ће утицати на коначни квалитет слике. Морају се припремити тањи ултратанки пресеци, обично 50-100 нм.
Због тога, узорак треба да буде веома танак када се посматра трансмисионим електронским микроскопом. Обично се припрема танким сечењем или замрзавањем:
(1) Метода танких резова
Узорак се обично фиксира осмичком киселином и глутаралдехидом, улије епоксидном смолом и сече термичким ширењем или спиралним погоном. Дебљина пресека је 20-50 нм и обојена је солима тешких метала да би се повећао контраст.
(2) Метода замрзнутог јеткања позната и као метода смрзавања
Након што су узорци замрзнути у сувом леду на -100 степени или у течном азоту на -196 степену, узорци су брзо одсечени хладним ножем. Након што се сломљени узорак загреје, лед се одмах сублимира у условима вакуума, откривајући сломљену структуру, што се назива јеткањем. Након што је гравирање завршено, слој испарене платине се прска под углом од 45о у односу на пресек, а слој угљеника се прска под углом од 90о да би се побољшао контраст и снага. Узорак се затим дигестира раствором натријум хипохлорита, а слој угљеника и платине се ољушти, што се назива комплексним филмом, који може открити морфологију урезане површине узорка. Слика добијена под електронским микроскопом представља структуру на сломљеној површини ћелије у узорку.
(2) Скенирајући електронски микроскоп
Скенирајући електронски микроскоп (СЕМ) изашао је 1960-их, а резолуција тренутно може да достигне 6-10 нм.
Његов принцип рада је да фино фокусирани електронски сноп који емитује електронски пиштољ погађа узорак кроз двостепено кондензаторско сочиво, калем за отклон и сочиво објектива, скенира површину узорка и побуђује секундарне електроне. Количина генерисаних секундарних електрона повезана је са упадним углом електронског зрака, односно са површинском структуром узорка. Након што се секундарни електрони сакупе од стране детектора, они се претварају у оптичке сигнале помоћу сцинтилатора, а затим се претварају у електричне сигнале помоћу фотомултипликаторске цеви и појачала како би се контролисао интензитет електронског зрака на флуоресцентном екрану и приказала скенирана слика. синхронизован са електронским снопом. Слика је тродимензионална слика, која одражава структуру површине узорка.
Пре прегледа, узорке скенирајућег електронског микроскопа потребно је фиксирати, дехидрирати, а затим попрскати слојем честица тешких метала. Тешки метали емитују секундарне електронске сигнале под бомбардовањем снопа електрона.
