Πλεονεκτήματα ηλεκτρονικών μικροσκοπίων έναντι οπτικών μικροσκοπίων
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι ένα όργανο που βασίζεται στην αρχή της ηλεκτρονικής οπτικής, το οποίο χρησιμοποιεί δοκούς ηλεκτρονίων και φακούς ηλεκτρονίων αντί για δοκούς και οπτικούς φακούς για να απεικονίσει τις λεπτές δομές της ύλης σε πολύ υψηλή μεγέθυνση.
Η ανάλυση ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου αντιπροσωπεύεται από τη μικρή απόσταση μεταξύ των παρακείμενων σημείων που μπορεί να διακρίνει. Στα 197 0 s, η ανάλυση των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων μετάδοσης ήταν περίπου 0. Σήμερα, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια έχουν μεγέθυνση πάνω από 3 εκατομμύρια φορές, ενώ τα οπτικά μικροσκόπια έχουν μεγέθυνση περίπου 2000 φορές, επομένως είναι δυνατόν να παρατηρηθούν άμεσα τα άτομα ορισμένων βαρέων μετάλλων και το τακτοποιημένο διατεταγμένο ατομικό πλέγμα σε κρυστάλλους μέσω ηλεκτρονικών μικροτόπων.
Το 1931, η Knorr και η Ruska από τη Γερμανία τροποποίησαν έναν παλμογράφο υψηλής τάσης με μια ψυχρή πηγή ηλεκτρονίων εκκένωσης κάθοδος και τρεις φακούς ηλεκτρονίων και ελήφθησαν εικόνες μεγεθύνουν περισσότερες από δέκα φορές, επιβεβαιώνοντας τη δυνατότητα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας για απεικόνιση μεγέθυνσης. Το 1932, με τη βελτίωση της Ruska, η ανάλυση ηλεκτρονικών μικροσκοπίων έφτασε τα 50 νανόμετρα, που ήταν περίπου δέκα φορές η ανάλυση οπτικών μικροσκοπίων εκείνη τη στιγμή. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια άρχισαν να λαμβάνουν προσοχή από τους ανθρώπους.
Στο 194 0 S, ο Hill στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποίησε ένα defogger για να αντισταθμίσει την περιστροφική ασυμμετρία των φακών ηλεκτρονίων, γεγονός που οδήγησε σε μια νέα ανακάλυψη στην ανάλυση ηλεκτρονικών μικροσκοπίων και σταδιακά έφθασε στα σύγχρονα επίπεδα. Στην Κίνα, αναπτύχθηκε με επιτυχία ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης με ανάλυση 3 νανόμετρων το 1958 και αναπτύχθηκε ένα μεγάλο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με ανάλυση 0,3 νανομέτρων το 1979.
Αν και η ανάλυση ηλεκτρονικών μικροσκοπίων έχει υπερβεί πολύ αυτή των οπτικών μικροσκοπίων, είναι δύσκολο να παρατηρηθούν ζωντανοί οργανισμοί λόγω της ανάγκης εργασίας υπό συνθήκες κενού και η ακτινοβολία των δοκών ηλεκτρονίων μπορεί επίσης να προκαλέσει ζημιά ακτινοβολίας σε βιολογικά δείγματα. Άλλα ζητήματα, όπως η βελτίωση της φωτεινότητας του πυροβόλου ηλεκτρονίου και η ποιότητα του φακού των ηλεκτρονίων, χρειάζονται επίσης περαιτέρω έρευνα.
Η ανάλυση είναι ένας σημαντικός δείκτης ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η οποία σχετίζεται με τη γωνία του κώνου του περιστατικού και το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων που διέρχεται από το δείγμα. Το μήκος κύματος του ορατού φωτός είναι περίπου {{0}} νανόμετρα, ενώ το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων σχετίζεται με την τάση επιτάχυνσης. Όταν η τάση επιτάχυνσης είναι μεταξύ 50-100 kV, το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων είναι περίπου 0. 0053-0. 0037 nm. Λόγω του γεγονότος ότι το μήκος κύματος της δέσμης ηλεκτρονίων είναι πολύ μικρότερο από αυτό του ορατού φωτός, ακόμη και αν η γωνία κώνου της δέσμης ηλεκτρονίων είναι μόνο το 1% αυτού του οπτικού μικροσκοπίου, η ανάλυση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου εξακολουθεί να είναι πολύ ανώτερη από εκείνη ενός οπτικού μικροσκοπίου.
Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο αποτελείται από τρία μέρη: ένα σωλήνα, ένα σύστημα κενού και ένα ντουλάπι ισχύος. Τα κύρια συστατικά του βαρελιού φακού περιλαμβάνουν ένα πιστόλι ηλεκτρονίων, έναν φακό ηλεκτρονίων, έναν κάτοχο δείγματος, μια φθορίζουσα οθόνη και έναν μηχανισμό κάμερας, οι οποίοι συνήθως συναρμολογούνται σε ένα κυλινδρικό σώμα από πάνω προς τα κάτω. Το σύστημα κενού αποτελείται από μηχανική αντλία κενού, αντλία διάχυσης και βαλβίδα κενού και συνδέεται με τον κύλινδρο μέσω αγωγού εξάτμισης. Το ντουλάπι ισχύος αποτελείται από μια γεννήτρια υψηλής τάσης, ένα σταθεροποιητή ρεύματος διέγερσης και διάφορες μονάδες ρύθμισης και ελέγχου.
