Elektronmikroskoop - mikroskoop, mis saavutab eriti kõrge lahutusvõime, kasutades uuritava objekti valgustamiseks elektronkiire asemel valguskiirt.
metallurgia: elektronmikroskoopia
Suurt edu on saavutatud energeetiliste elektronide peenikeste fookustega kiirte kasutamisel metallide uurimiseks. Elektronmikroskoop s
Ajalugu
20. sajandi esimese veerandi paljude füüsikute alusuuringud näitasid, et mikroskoobi eraldusvõime suurendamiseks võiks mingil viisil kasutada katoodkiiri (st elektronid). Prantsuse füüsik Louis de Broglie avas 1924. aastal tee ettepanekuga, et elektronkiiri võiks pidada laine liikumise vormiks. De Broglie tuletas nende lainepikkuse valemi, mis näitas, et näiteks 60 000 volti (või 60 kilovolti [k]) kiirendatud elektronide efektiivseks lainepikkuseks oleks 0,05 angstromi (Å) -ie, 1/100 000 rohelise oma. valgus. Kui selliseid laineid saaks kasutada mikroskoobis, suurendaks eraldusvõime märkimisväärselt. Aastal 1926 näidati, et magnet- või elektrostaatilised väljad võivad olla läätsed elektronidele või muudele laetud osakestele. See avastus algatas elektronide optika uurimise ja 1931. aastaks olid Saksa elektriinsenerid Max Knoll ja Ernst Ruska välja töötanud kahe läätsega elektronmikroskoobi, mis tekitas elektronide allikast pilte. 1933. aastal ehitati primitiivne elektronmikroskoop, mis kujutas pigem proovi kui elektroniallikat ja 1935. aastal koostas Knoll skaneeritud pildi tahkest pinnast. Peagi ületati optilise mikroskoobi eraldusvõime.
Saksa füüsik Manfred, Freiherr (parun) von Ardenne ja Briti elektroonikainsener Charles Oatley panid aluse edastus-elektronmikroskoopiale (milles elektronkiir liigub läbi proovi) ja skaneerivale elektronmikroskoopiale (mille käigus elektronkiir väljub teisest proovist) elektronid, mida seejärel analüüsitakse), mis on eriti tähelepanelikult salvestatud Ardenne raamatus Elektronen-Übermikroskopie (1940). Edasised edusammud elektronmikroskoopide ehitamisel lükkusid Teise maailmasõja ajal edasi, kuid said tõuke 1946. aastal stigmatori leiutamisega, mis kompenseerib objektiivi astigmatismi, misjärel tootmine muutus laialdasemaks.
Edastus-elektronmikroskoop (TEM) võib pildistada kuni 1 mikromeetri paksuseid proove. Kõrgpinge elektronmikroskoobid on sarnased TEM-idega, kuid töötavad palju kõrgemate pingetega. Pinnakonstruktsiooni detailide pildi moodustamiseks kasutatakse skaneerivat elektronmikroskoopi (SEM), milles elektronide kiirt skaneeritakse üle tahke objekti pinna. Keskkonna skaneerimisega elektronmikroskoop (ESEM) võib tekitada atmosfääris skaneeritud proovi skaneeritud pildi, erinevalt SEM-ist, ning seda saab kasutada niiskete isendite, sealhulgas mõnede elusorganismide uurimiseks.
Tehnikakombinatsioonid on andnud tulemuseks skaneeriva ülekande elektronmikroskoobi (STEM), mis ühendab TEM ja SEM meetodid, ja elektronsondiga mikroanalüsaatori ehk mikronõuanalüsaatori, mis võimaldab materjalide koostise keemilist analüüsi kasutades langev elektronkiir proovis olevate keemiliste elementide iseloomulike röntgenkiirguste ergastamiseks. Need röntgenikiirgused tuvastatakse ja analüüsitakse seadmesse sisseehitatud spektromeetritega. Mikroproovianalüsaatorid on võimelised tootma elektronide skaneerimise pilti, nii et nende struktuuri ja koostist saab hõlpsalt seostada.
Teiseks elektronmikroskoobi tüübiks on väljaheite mikroskoop, milles elektronide tõmbamiseks elektronkiiretorusse paigaldatud traadist kasutatakse tugevat elektrivälja.
