I componenti principali di un microscopio elettronico sono:
Sorgente di elettroni: un catodo che rilascia elettroni liberi e un anodo a forma di anello che accelera gli elettroni. La differenza di tensione tra catodo e anodo deve essere molto elevata, tipicamente compresa tra poche migliaia e 3 milioni di volt.
Elettrone: utilizzato per focalizzare gli elettroni. Solitamente viene utilizzata una lente magnetica, talvolta viene utilizzata una lente elettrostatica. Una lente elettronica agisce allo stesso modo di una lente ottica in un 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.
Unità del vuoto: L'unità del vuoto viene utilizzata per garantire un vuoto all'interno del microscopio in modo che gli elettroni non vengano assorbiti o deviati nel loro percorso.
Portacampioni: il campione può essere stabilizzato nel portacampioni. Inoltre ci sono spesso dispositivi che possono essere utilizzati per alterare il campione (ad esempio spostare, ruotare, riscaldare, raffreddare, allungare, ecc.).
Rivelatore: utilizzato per raccogliere segnali o segnali secondari dagli elettroni. I tipi utilizzano la microscopia elettronica a trasmissione
Al microscopio (TransmissionElectronMicroscopyTEM) è possibile ottenere una proiezione diretta di un campione. In questo tipo di microscopio gli elettroni passano attraverso il campione, 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 micron. Maggiore è il peso atomico e minore è la tensione, più sottile deve essere il campione.
Cambiando il sistema di lenti dell'obiettivo è possibile ingrandire direttamente l'immagine nel punto focale dell'obiettivo. Ciò consente di ottenere un'immagine di diffrazione elettronica.
immagine di diffrazione. Utilizzando questa immagine è possibile analizzare la struttura cristallina del campione.
Nella microscopia elettronica a trasmissione con filtro energetico (EFTEM) si misura la variazione di velocità degli elettroni mentre attraversano il campione. Da ciò è possibile dedurre la composizione chimica del campione, come ad esempio la distribuzione degli elementi chimici all'interno del campione.
