Συστατικά ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Πηγή ηλεκτρονίων: Είναι μια κάθοδος που απελευθερώνει ελεύθερα ηλεκτρόνια και μια άνοδος σε σχήμα δακτυλίου επιταχύνει τα ηλεκτρόνια. Η διαφορά τάσης μεταξύ της καθόδου και της ανόδου πρέπει να είναι πολύ υψηλή, συνήθως μεταξύ αρκετών χιλιάδων βολτ και τριών εκατομμυρίων βολτ.
Ηλεκτρόνια: Χρησιμοποιούνται για την εστίαση ηλεκτρονίων. Γενικά, χρησιμοποιούνται μαγνητικοί φακοί και μερικές φορές χρησιμοποιούνται και ηλεκτροστατικοί φακοί. Η λειτουργία του ηλεκτρονιακού φακού είναι ίδια με αυτή του οπτικού φακού στο οπτικό μικροσκόπιο. Η εστίαση του οπτικού φακού είναι σταθερή, αλλά η εστίαση του ηλεκτρονικού φακού μπορεί να ρυθμιστεί, επομένως το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δεν διαθέτει σύστημα κινητών φακών όπως ένα οπτικό μικροσκόπιο.
Συσκευή κενού: Η συσκευή κενού χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της κατάστασης κενού μέσα στο μικροσκόπιο, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να μην απορροφώνται ή να εκτρέπονται στην πορεία τους.
Υποδοχή δειγμάτων: Τα δείγματα μπορούν να τοποθετηθούν σταθερά στη θήκη δειγμάτων. Επιπλέον, υπάρχουν συχνά συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή του δείγματος (όπως κίνηση, περιστροφή, θέρμανση, ψύξη, επιμήκυνση κ.λπ.).
Ανιχνευτής: Σήμα ή δευτερεύον σήμα που χρησιμοποιείται για τη συλλογή ηλεκτρονίων. Η προβολή ενός δείγματος μπορεί να ληφθεί απευθείας χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (Transmission Electron Microscopy TEM). Τα ηλεκτρόνια περνούν μέσα από το δείγμα σε αυτό το μικροσκόπιο, επομένως το δείγμα πρέπει να είναι πολύ λεπτό. Το ατομικό βάρος των ατόμων που αποτελούν το δείγμα, η τάση με την οποία επιταχύνονται τα ηλεκτρόνια και η επιθυμητή ανάλυση καθορίζουν το πάχος του δείγματος. Το πάχος του δείγματος μπορεί να ποικίλλει από μερικά νανόμετρα έως μερικά μικρόμετρα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ατομική μάζα και όσο χαμηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο λεπτό πρέπει να είναι το δείγμα.
Αλλάζοντας το σύστημα φακών του αντικειμενικού φακού, μπορεί κανείς να μεγεθύνει απευθείας την εικόνα στο εστιακό σημείο του αντικειμενικού φακού. Από αυτό μπορεί κανείς να λάβει εικόνες περίθλασης ηλεκτρονίων. Χρησιμοποιώντας αυτήν την εικόνα, μπορεί να αναλυθεί η κρυσταλλική δομή του δείγματος.
Στην Ενεργειακή Φιλτραρισμένη Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Μετάδοσης (EFTEM), οι άνθρωποι μετρούν τις αλλαγές στην ταχύτητα των ηλεκτρονίων καθώς περνούν μέσα από ένα δείγμα. Από αυτό μπορεί να συναχθεί η χημική σύνθεση του δείγματος, όπως η κατανομή των χημικών στοιχείων στο δείγμα.
Χρήσεις Ηλεκτρονικών Μικροσκοπίων
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μπορούν να χωριστούν σε ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης, ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης, ηλεκτρονικά μικροσκόπια ανάκλασης και ηλεκτρονικά μικροσκόπια εκπομπής ανάλογα με τη δομή και τις χρήσεις τους. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης χρησιμοποιούνται συχνά για την παρατήρηση των λεπτών δομών υλικών που δεν μπορούν να αναλυθούν με συνηθισμένα μικροσκόπια. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρατήρηση της μορφολογίας των στερεών επιφανειών και μπορούν επίσης να συνδυαστούν με περιθλασίμετρα ακτίνων Χ ή φασματόμετρα ενέργειας ηλεκτρονίων για να σχηματίσουν ηλεκτρονικούς μικροανιχνευτές για ανάλυση σύνθεσης υλικού. ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εκπομπής για τη μελέτη επιφανειών ηλεκτρονίων που εκπέμπουν μόνοι τους.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης πήρε το όνομά του από τη διείσδυση της δέσμης ηλεκτρονίων στο δείγμα και στη συνέχεια μεγεθύνει την εικόνα με τον ηλεκτρονικό φακό. Η οπτική του διαδρομή είναι παρόμοια με αυτή ενός οπτικού μικροσκοπίου. Σε αυτό το είδος ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, η αντίθεση στη λεπτομέρεια της εικόνας δημιουργείται από τη σκέδαση της δέσμης ηλεκτρονίων από τα άτομα του δείγματος. Το λεπτότερο ή χαμηλότερης πυκνότητας τμήμα του δείγματος έχει λιγότερη σκέδαση δέσμης ηλεκτρονίων, επομένως περισσότερα ηλεκτρόνια περνούν από το αντικειμενικό διάφραγμα και συμμετέχουν στην απεικόνιση και φαίνονται πιο φωτεινά στην εικόνα. Αντίθετα, παχύτερα ή πυκνότερα μέρη του δείγματος εμφανίζονται πιο σκούρα στην εικόνα. Εάν το δείγμα είναι πολύ παχύ ή πολύ πυκνό, η αντίθεση της εικόνας θα επιδεινωθεί ή ακόμη και θα καταστραφεί ή θα καταστραφεί απορροφώντας την ενέργεια της δέσμης ηλεκτρονίων.
