Kuidas erinevad skaneeriva elektronmikroskoopia ja transmissioonielektronmikroskoopia pildistamise põhimõtted?
Skaneeriv elektronmikroskoopia hõlmab peamiselt sekundaarset elektronkujutist pärast proovi elektronkiire kiiritamist, samas kui ülekandeelektronmikroskoopia ereda välja kujutis on transmissioonelektronide kujutis.
Elektronmikroskoop, lühendatult elektronmikroskoop, on pärast enam kui viiekümneaastast arengut muutunud kaasaegses teaduses ja tehnoloogias asendamatuks ja oluliseks tööriistaks.
Elektronmikroskoop koosneb kolmest osast: peegeltorust, vaakumseadmest ja toitekapist.
Objektiivi silinder koosneb peamiselt elektroonilistest allikatest, elektroonilistest läätsedest, prooviriiulitest, fluorestsentsekraanidest ja detektoritest, mis on tavaliselt ülalt alla kolonniks kokku pandud.
Elektronläätsi kasutatakse elektronide fokuseerimiseks ja need on elektronmikroskoobi toru kõige olulisem komponent. Tavaliselt kasutatakse magnetläätsi, mõnikord kasutatakse ka elektrostaatilisi läätsi. See kasutab peegeltoru telje suhtes sümmeetrilist ruumilist elektri- või magnetvälja, et painutada elektronide trajektoori telje suunas, moodustades fookuse. Selle funktsioon on sama, mis optilise mikroskoobi optilise läätse (kumerläätse) funktsioon valguskiire fokusseerimiseks, seetõttu nimetatakse seda elektronläätseks. Optilise läätse fookus on fikseeritud, samal ajal kui elektronläätse fookust saab reguleerida, nii et elektronmikroskoobil pole liigutatavat läätsesüsteemi nagu optilisel mikroskoobil. Enamikus tänapäevastes elektronmikroskoopides kasutatakse elektromagnetläätsi, mis fokusseerivad elektronid tugeva magnetvälja kaudu, mille tekitab stabiilne alalisvoolu ergutusvool, mis läbib poolustega pooli. Elektroniallikas koosneb katoodist, mis vabastab vabu elektrone, paisust ja anoodist, mis kiirendab elektrone ringikujuliselt. Katoodi ja anoodi pinge erinevus peab olema väga suur, tavaliselt tuhandete voltide ja 3 miljoni volti vahel. See võib kiirata ja moodustada ühtlase kiirusega elektronkiire, seega peab kiirenduspinge stabiilsus olema vähemalt üks tuhandik.
Proovi saab stabiilselt asetada prooviriiulile ning sageli on olemas seadmed, millega proovi saab muuta (näiteks liigutada, pöörata, soojendada, jahutada, venitada jne).
Miks kasutada fluorestsentsekraani? Kuna elektronkiirt palja silmaga ei näe, on silmaga nähtava kujutise moodustamiseks vaja kasutada fluorestsentsekraani, et muuta elektronkiir nähtavaks valgusallikaks.
Detektoreid kasutatakse elektrooniliste signaalide või sekundaarsete signaalide kogumiseks.
Skaneeriva elektronmikroskoobi elektronkiir ei läbi proovi, vaid fokuseerib elektronkiire nii palju kui võimalik proovi väikesele alale ja skaneerib seejärel proovi ridade kaupa. Langevad elektronid põhjustavad proovipinna ergastamist sekundaarsete elektronidega. Mikroskoop jälgib igast punktist hajutatud elektrone. Proovi kõrvale asetatud stsintillatsioonikristall võtab need sekundaarsed elektronid vastu ja moduleerib pärast võimendamist pilditoru elektronkiire intensiivsust, muutes seega pilttoru fluorestsentsekraani heledust. Pilt on kolmemõõtmeline kujutis, mis peegeldab proovi pinnastruktuuri. Pilditoru läbipaindemähis sünkroniseeritakse skaneerimiseks proovipinna elektronkiirega, nii et pilditoru fluorestsentsekraanil kuvatakse proovipinna morfoloogiakujutis, mis on sarnane tööstustelevisiooni tööpõhimõttega. Tulenevalt asjaolust, et sellises mikroskoobis olevad elektronid ei pea proovist läbi kandma, ei pea elektronide kiirenemise pinge olema väga kõrge.
Skaneeriva elektronmikroskoobi lahutusvõime sõltub peamiselt proovi pinnal oleva elektronkiire läbimõõdust. Suurendus on pilditoru skaneerimisamplituudi ja proovi skaneerimisamplituudi suhe, mis võib pidevalt muutuda kümnetest kordadest sadade tuhandeteni. Skaneeriv elektronmikroskoopia ei vaja väga õhukesi proove; Piltidel on tugev stereoskoopia tunne; See võib analüüsida ainete koostist, kasutades sellist teavet nagu sekundaarsed elektronid, neeldunud elektronid ja elektronkiirte ja ainete vahelise interaktsiooni tekitatud röntgenikiirgus.
Skaneeriva elektronmikroskoopia valmistamine põhineb elektronide ja aine vastastikmõjul. Kui suure energiaga inimese elektronkiir pommitab aine pinda, tekitab ergastatud piirkond sekundaarseid elektrone, Augeri elektrone, iseloomulikku ja pidevat röntgenikiirgust, tagasihajutatud elektrone, ülekantavaid elektrone ning elektromagnetkiirgust nähtavas, ultraviolett- ja ultraviolettkiirguses. infrapuna piirkonnad. Samal ajal saab tekitada ka elektronide aukude paare, võre vibratsiooni (fononid) ja elektronide võnkumisi (plasma).
