Предности електронске микроскопије у односу на оптичку
Електронски микроскоп је инструмент који користи електронске зраке и електронска сочива уместо светлосних снопова и оптичких сочива заснованих на принципима електронске оптике за снимање фине структуре материје при веома великом увећању.
Резолуциона моћ електронског микроскопа се изражава малим растојањем између две суседне тачке које он може да разреши. 1970их, резолуција трансмисионих електронских микроскопа била је око 0.3 нанометра (моћ резолуције људског ока је око 0,1 милиметар). У данашње време максимално увећање електронских микроскопа премашује 3 милиона пута, док је максимално увећање оптичких микроскопа око 2,000 пута. Због тога се атоми одређених тешких метала и уредно распоређена атомска решетка у кристалима могу директно посматрати путем електронског микроскопа.
Иако је моћ раздвајања електронских микроскопа далеко боља од оптичких микроскопа, електронски микроскопи морају да раде у условима вакуума, па је тешко посматрати живе организме, а зрачење електронских снопова такође може да изазове радијациона оштећења биолошких узорака. Остала питања, као што су побољшање осветљености електронског пиштоља и квалитета електронског сочива, такође треба да се наставе проучавати.
Резолуциона моћ је важан индикатор електронског микроскопа, који је повезан са углом упадног конуса и таласном дужином снопа електрона који пролази кроз узорак. Таласна дужина видљиве светлости је око 300 до 700 нанометара, а таласна дужина снопа електрона је повезана са напоном убрзања. Када је напон убрзања 50 до 100 киловолти, таласна дужина електронског снопа је приближно 0,0053 до 0,0037 нанометара. Пошто је таласна дужина електронског снопа много мања од таласне дужине видљиве светлости, чак и ако је угао конуса снопа електрона само 1% од оног оптичког микроскопа, моћ раздвајања електронског микроскопа је и даље далеко боља од оне оптичког микроскопа.
Електронски микроскоп се састоји од три дела: цеви сочива, вакуумског система и ормара за напајање. Цијев сочива углавном укључује компоненте као што су електронски пиштољ, електронска сочива, држач узорка, флуоресцентни екран и механизам камере. Ове компоненте се обично склапају у цилиндар од врха до дна; вакуум систем се састоји од механичке вакуум пумпе, дифузионе пумпе, вакум вентила итд., а пумпа се кроз Гасовод је повезан са цеви сочива; енергетски орман се састоји од високонапонског генератора, стабилизатора струје побуде и разних контролних јединица за подешавање.
Електронско сочиво је важна компонента цеви електронског микроскопа. Користи просторно електрично поље или магнетно поље које је симетрично у односу на ос цеви да савије путању електрона према оси и формира фокус. Његова функција је слична функцији стакленог конвексног сочива за фокусирање зрака, па се назива електронским сочивом. . Већина савремених електронских микроскопа користи електромагнетна сочива. Јако магнетно поље генерисано веома стабилном једносмерном струјом побуде која пролази кроз калем са полним ципелама фокусира електроне.
Електронски топ је компонента која се састоји од вруће катоде од волфрамове нити, решетке и катоде. Може да емитује и формира електронске снопове са уједначеном брзином, тако да стабилност убрзавајућег напона не сме бити мања од десетхиљадитим.
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 ситних структура материјала које се не могу разликовати са 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 за формирање електрона. Микросонде се користе за анализу састава материјала; емисиони електронски микроскопи се користе за проучавање самоемитујућих електронских површина.
