Componenti di un microscopio elettronico
Sorgente di elettroni: è un catodo che rilascia elettroni liberi e un anodo a forma di anello accelera gli elettroni. La differenza di tensione tra il catodo e l'anodo deve essere molto elevata, tipicamente tra diverse migliaia di volt e tre milioni di volt.
Elettroni: Usato per mettere a fuoco gli elettroni. Generalmente vengono utilizzate lenti magnetiche e talvolta vengono utilizzate anche lenti elettrostatiche. La funzione della lente elettronica è la stessa di quella della lente ottica nel microscopio ottico. La messa a fuoco dell'obiettivo ottico è fissa, ma la messa a fuoco dell'obiettivo elettronico può essere regolata, quindi il microscopio elettronico non ha un sistema di lenti mobili come un microscopio ottico.
Dispositivo del vuoto: il dispositivo del vuoto viene utilizzato per garantire lo stato del vuoto all'interno del microscopio, in modo che gli elettroni non vengano assorbiti o deviati sul loro percorso.
Portacampioni: i campioni possono essere posizionati stabilmente sul portacampioni. Inoltre, ci sono spesso dispositivi che possono essere utilizzati per cambiare il campione (come lo spostamento, la rotazione, il riscaldamento, il raffreddamento, l'allungamento, ecc.).
Rivelatore: segnale o segnale secondario utilizzato per raccogliere elettroni. La proiezione di un campione può essere ottenuta direttamente utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione (Transmission Electron Microscopy TEM). Gli elettroni passano attraverso il campione in questo microscopio, quindi il campione deve essere molto sottile. Il peso atomico degli atomi che compongono il campione, la tensione alla quale gli elettroni vengono accelerati e la risoluzione desiderata determinano lo spessore del campione. Lo spessore del campione può variare da pochi nanometri a pochi micrometri. Maggiore è la massa atomica e minore è la tensione, più sottile deve essere il campione.
Modificando il sistema di lenti dell'obiettivo, è possibile ingrandire direttamente l'immagine nel punto focale dell'obiettivo. Da questo si possono ottenere immagini di diffrazione elettronica. Utilizzando questa immagine, è possibile analizzare la struttura cristallina del campione.
Nella microscopia elettronica a trasmissione filtrata di energia (EFTEM), le persone misurano i cambiamenti nella velocità degli elettroni mentre passano attraverso un campione. Da ciò si può dedurre la composizione chimica del campione, come la distribuzione degli elementi chimici nel campione.
Usi dei microscopi elettronici
I microscopi elettronici possono essere suddivisi in microscopi elettronici a trasmissione, microscopi elettronici a scansione, microscopi elettronici a riflessione e microscopi elettronici a emissione secondo le loro strutture e usi. I microscopi elettronici a trasmissione sono spesso usati per osservare le fini strutture materiali che non possono essere risolte dai normali microscopi; i microscopi elettronici a scansione sono utilizzati principalmente per osservare la morfologia delle superfici solide, e possono anche essere combinati con diffrattometri a raggi X o spettrometri di energia elettronica per formare Microsonde elettroniche per l'analisi della composizione dei materiali; microscopia elettronica ad emissione per lo studio delle superfici di elettroni autoemittenti.
Il microscopio elettronico a trasmissione prende il nome dal fascio di elettroni che penetra nel campione e quindi ingrandisce l'immagine con la lente elettronica. Il suo percorso ottico è simile a quello di un microscopio ottico. In questo tipo di microscopio elettronico, il contrasto nei dettagli dell'immagine è creato dalla dispersione del fascio di elettroni da parte degli atomi del campione. La parte più sottile oa densità inferiore del campione ha una minore dispersione del fascio di elettroni, quindi più elettroni passano attraverso il diaframma dell'obiettivo e partecipano all'imaging e appaiono più luminosi nell'immagine. Al contrario, le parti più spesse o più dense del campione appaiono più scure nell'immagine. Se il campione è troppo spesso o troppo denso, il contrasto dell'immagine si deteriora o addirittura viene danneggiato o distrutto dall'assorbimento dell'energia del fascio di elettroni.
