Perché un microscopio elettronico richiede un sistema di vuoto?
A causa del lento movimento degli elettroni nell'aria, è necessario mantenere il grado di vuoto del microscopio elettronico attraverso un sistema di vuoto. Altrimenti, le molecole presenti nell'aria ostruiranno l'emissione del fascio di elettroni e impediranno l'imaging. Collegare due tipi di pompe a vuoto in serie per ottenere il vuoto nel tubo del microscopio elettronico. Quando il microscopio elettronico viene avviato, la pompa rotativa del primo stadio ottiene un basso vuoto come prevuoto per la pompa del secondo stadio; Il secondo stadio utilizza una pompa a diffusione d'olio per ottenere un vuoto spinto.
La microscopia elettronica a scansione utilizza fasci di elettroni ad alta-energia per scansionare e creare immagini di oggetti. Per garantire la risoluzione dell'immagine, il fascio di elettroni deve essere collimato e focalizzato come un raggio. Se non fosse per il vuoto o per un grado di vuoto insufficiente, i fasci di elettroni ad alta-energia verrebbero assorbiti o dispersi quando colpiscono le molecole d'aria, interrompendone la collimazione e rendendo impossibile l'immagine.
Il vuoto ha due funzioni: la prima è impedire alle molecole d'aria di disperdere gli elettroni, il che può portare a una scarsa focalizzazione del fascio di elettroni; Un altro è evitare la perdita di energia degli elettroni dopo la collisione con le molecole d'aria.
L'importanza del vuoto per la microscopia elettronica: il vuoto gioca un ruolo molto importante nella microscopia elettronica. Quando il microscopio elettronico è in funzione, l'intero percorso del fascio di elettroni e il campione da analizzare verranno collocati in un ambiente ad alto vuoto. Se il grado di vuoto non è sufficientemente elevato, potrebbe verificarsi una scarica interelettrodica tra il gate e l'anodo del cannone elettronico, che potrebbe bruciare il filamento. Le collisioni tra il fascio di elettroni e le particelle d'aria residue possono anche causare dispersione, che può impedire agli elettroni nel fascio di elettroni di raggiungere il campione o distorcere l'analisi.
I requisiti di vuoto dei microscopi elettronici: per consentire agli elettroni nel fascio di elettroni di muoversi nel modo più fluido possibile, il grado di vuoto dei microscopi elettronici solitamente deve raggiungere un vuoto spinto dell'ordine di 1E-7 mbar, o anche un vuoto ultra-forte dell'ordine di 1E-10 mbar; Oltre al grado di vuoto è fondamentale anche il livello di vibrazioni durante il funzionamento della pompa per vuoto. A causa della piccola sezione trasversale del fascio di elettroni, la precisione di posizionamento sul campione è molto elevata e tale precisione può essere mantenuta solo in un ambiente con livelli di vibrazione estremamente bassi; Inoltre, per evitare la contaminazione da vapori d'olio del campione o dei componenti interni del microscopio, è meglio utilizzare una pompa per vuoto a secco priva di olio.
