Elektronimikroskooppi, mikroskooppi, joka saavuttaa erittäin suuren resoluution käyttämällä elektronisuihkua valonsäteen sijasta valaisemaan tutkittavaa kohdetta.
metallurgia: Elektronimikroskopia
Suuri edistyminen on tapahtunut hienojakoisten energisten elektronien säteiden käyttämisessä metallien tutkimiseen. Elektronimikroskooppi s
Historia
Monien fyysikkojen tekemä perustutkimus 1900-luvun ensimmäisellä vuosineljänneksellä ehdotti, että katodisäteitä (ts. Elektroneja) voitaisiin käyttää jollain tavalla mikroskoopin erottelukyvyn lisäämiseen. Ranskalainen fyysikko Louis de Broglie avasi tien vuonna 1924 ehdotuksella, että elektronisäteitä voitaisiin pitää eräänä aaltoliikkeenä. De Broglie laski kaavan niiden aallonpituudelle, joka osoitti, että esimerkiksi 60 000 voltilla (tai 60 kilovoltilla [k]) kiihdytettyjen elektronien efektiivinen aallonpituus olisi 0,05 angströmi (Å) -ie, 1/100 000 vihreän. valo. Jos tällaisia aaltoja voitaisiin käyttää mikroskoopissa, resoluutio lisääntyisi huomattavasti. Vuonna 1926 osoitettiin, että magneettiset tai sähköstaattiset kentät voivat toimia linsseinä elektronille tai muille varautuneille hiukkasille. Tämä löytö aloitti elektronioptiikan tutkimuksen, ja vuoteen 1931 saksalaiset sähköinsinöörit Max Knoll ja Ernst Ruska olivat suunnitelleet kaksilinssisen elektronimikroskoopin, joka tuotti kuvia elektronilähteestä. Vuonna 1933 rakennettiin primitiivinen elektronimikroskooppi, joka kuvaa näytettä kuin elektronilähdettä, ja vuonna 1935 Knoll tuotti skannatun kuvan kiinteästä pinnasta. Optisen mikroskoopin resoluutio ylitettiin pian.
Saksalainen fyysikko Manfred, Freiherr (paroni) von Ardenne ja brittiläinen elektroniikkainsinööri Charles Oatley loivat perustan siirtoelektronimikroskopialle (jossa elektronisuunta kulkee näytteen läpi) ja pyyhkäisyelektronimikroskopialle (jossa elektronisuihku työntyy muusta näytteestä) elektronit, jotka sitten analysoidaan), jotka on merkittävimmin tallennettu Ardennen kirjaan Elektronen-Übermikroskopie (1940). Lisämäärä elektronimikroskooppien rakentamisessa viivästyi toisen maailmansodan aikana, mutta sai impulssin vuonna 1946 keksimällä stigmatori, joka kompensoi objektiivilinssin astigmatismiä, minkä jälkeen tuotanto kasvoi laajemmalle.
Läpäisyelektronimikroskooppi (TEM) voi kuvata näytteitä, joiden paksuus on enintään 1 mikrometriä. Korkeajännitteiset elektronimikroskoopit ovat samanlaisia kuin TEM, mutta toimivat paljon suuremmilla jännitteillä. Pyyhkäisyelektronimikroskooppia (SEM), jossa elektronisuihku skannataan kiinteän esineen pinnan yli, käytetään kuvan muodostamiseen pintarakenteen yksityiskohdista. Ympäristön pyyhkäisyelektronimikroskooppi (ESEM) voi tuottaa skannatun kuvan näytteestä ilmakehässä, toisin kuin SEM, ja sitä voidaan käyttää kosteiden näytteiden, mukaan lukien jotkut elävät organismit, tutkimiseen.
Tekniikoiden yhdistelmät ovat johtaneet skannaavaan siirtoelektronimikroskooppiin (STEM), joka yhdistää TEM: n ja SEM: n menetelmät, ja elektronikoettimella varustetun mikroanalysaattorin tai mikrotunnistimen analysaattorin, joka mahdollistaa kemiallisen analyysin materiaalien koostumukselle käyttämällä tapahtuva elektronisuihku kiihdyttämään näytteessä olevien kemiallisten elementtien ominaista röntgensäteilyä. Nämä röntgensäteet havaitaan ja analysoidaan laitteeseen sisäänrakennetulla spektrometrillä. Mikrotunnistinanalysaattorit pystyvät tuottamaan elektronien skannauskuvan siten, että rakenne ja koostumus ovat helposti korreloitavissa.
Toinen elektronimikroskoopin tyyppi on kenttäemissiomikroskooppi, jossa voimakasta sähkökenttää käytetään elektronien vetämiseen katodisädeputkeen asennetusta johdosta.
