Corso di sviluppo del microscopio elettronico
Composizione del microscopio elettronico
Sorgente di elettroni: è un catodo che rilascia elettroni liberi e un anodo anulare accelera gli elettroni. La differenza di tensione tra catodo e anodo deve essere molto elevata, solitamente compresa tra diverse migliaia di volt e 3 milioni di volt.
Elettroni: utilizzati per focalizzare gli elettroni. Generalmente vengono utilizzate lenti magnetiche e talvolta vengono utilizzate lenti elettrostatiche. La funzione della lente elettronica è la stessa della lente ottica del microscopio ottico. La messa a fuoco della lente ottica è fissa, mentre la messa a fuoco della lente elettronica può essere regolata, quindi il microscopio elettronico non ha un sistema di lenti mobili come il microscopio ottico.
Dispositivo a vuoto: il dispositivo a vuoto viene utilizzato per garantire lo stato di vuoto nel microscopio, in modo che gli elettroni non vengano assorbiti o deviati nel loro percorso.
Rack per campioni: il campione può essere posizionato stabilmente sul rack per campioni. Inoltre, ci sono spesso dispositivi che possono essere utilizzati per modificare il campione (come spostamento, rotazione, riscaldamento, raffreddamento, allungamento, ecc.).
Rivelatore: segnale o segnale secondario utilizzato per raccogliere gli elettroni. Specie La proiezione di un campione può essere ottenuta direttamente al microscopio elettronico a trasmissione. In questo microscopio, gli elettroni passano attraverso il campione, quindi il campione deve essere molto sottile. Lo spessore del campione è determinato dal peso atomico degli atomi che compongono il campione, dalla tensione degli elettroni in accelerazione e dalla risoluzione desiderata. Lo spessore del campione può variare da diversi nanometri a diversi micron. Maggiore è il peso atomico e minore è la tensione, più sottile deve essere il campione.
Modificando il sistema di lenti dell'obiettivo, le persone possono ingrandire direttamente l'immagine del fuoco dell'obiettivo. Da questo, le persone possono ottenere immagini di diffrazione elettronica. Utilizzando questa immagine, è possibile analizzare la struttura cristallina del campione.
Nel microscopio elettronico a trasmissione con filtraggio energetico (EFTEM), le persone misurano il cambiamento di velocità degli elettroni mentre attraversano il campione. Da ciò possiamo dedurre la composizione chimica del campione, come la distribuzione degli elementi chimici nel campione.
Corso di sviluppo del microscopio elettronico
Nel 1931, i tedeschi M. Noel ed E. Ruska modificarono un oscilloscopio ad alta tensione con una sorgente di elettroni a scarica a catodo freddo e tre lenti elettroniche e ottennero un'immagine con un ingrandimento di oltre dieci volte. Fu inventato il microscopio elettronico a trasmissione, che confermò la possibilità di ingrandire le immagini mediante il microscopio elettronico. Nel 1932, dopo il miglioramento di Ruska, la risoluzione del microscopio elettronico raggiunse i 50 nanometri, che era circa dieci volte quella del microscopio ottico dell'epoca, superando il limite di risoluzione del microscopio ottico, così le persone iniziarono a prestare attenzione al microscopio elettronico. Negli anni '40, lo statunitense Hill utilizzò un dispositivo per l'astigmatismo per compensare l'asimmetria rotazionale della lente elettronica, che fece un nuovo passo avanti nella risoluzione del microscopio elettronico e raggiunse gradualmente il livello moderno. In Cina, nel 1958 è stato sviluppato con successo un microscopio elettronico a trasmissione con una risoluzione di 3 nm, mentre nel 1979 è stato realizzato un microscopio elettronico di grandi dimensioni con una risoluzione di 0,3 nm.
