Πορεία ανάπτυξης ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Σύνθεση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Πηγή ηλεκτρονίων: είναι μια κάθοδος που απελευθερώνει ελεύθερα ηλεκτρόνια και μια δακτυλιοειδής άνοδος επιταχύνει τα ηλεκτρόνια. Η διαφορά τάσης μεταξύ καθόδου και ανόδου πρέπει να είναι πολύ υψηλή, συνήθως μεταξύ πολλών χιλιάδων βολτ και 3 εκατομμυρίων βολτ.
Ηλεκτρόνια: χρησιμοποιούνται για την εστίαση ηλεκτρονίων. Γενικά, χρησιμοποιούνται μαγνητικοί φακοί και μερικές φορές χρησιμοποιούνται ηλεκτροστατικοί φακοί. Η λειτουργία του ηλεκτρονικού φακού είναι ίδια με αυτή του οπτικού φακού στο οπτικό μικροσκόπιο. Η εστίαση του οπτικού φακού είναι σταθερή, ενώ η εστίαση του ηλεκτρονικού φακού μπορεί να ρυθμιστεί, επομένως το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δεν διαθέτει σύστημα κινητών φακών όπως το οπτικό μικροσκόπιο.
Συσκευή κενού: η συσκευή κενού χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της κατάστασης κενού στο μικροσκόπιο, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να μην απορροφώνται ή να εκτρέπονται στην πορεία τους.
Σχάρα δειγμάτων: το δείγμα μπορεί να τοποθετηθεί σταθερά στο ράφι δειγμάτων. Επιπλέον, συχνά υπάρχουν συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή του δείγματος (όπως κίνηση, περιστροφή, θέρμανση, ψύξη, τέντωμα κ.λπ.).
Ανιχνευτής: Σήμα ή δευτερεύον σήμα που χρησιμοποιείται για τη συλλογή ηλεκτρονίων. Είδος Η προβολή ενός δείγματος μπορεί να ληφθεί απευθείας με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης. Σε αυτό το μικροσκόπιο, τα ηλεκτρόνια διέρχονται από το δείγμα, επομένως το δείγμα πρέπει να είναι πολύ λεπτό. Το πάχος του δείγματος καθορίζεται από το ατομικό βάρος των ατόμων που αποτελούν το δείγμα, την τάση των ηλεκτρονίων που επιταχύνουν και την επιθυμητή ανάλυση. Το πάχος του δείγματος μπορεί να κυμαίνεται από αρκετά νανόμετρα έως αρκετά μικρά. Όσο μεγαλύτερο είναι το ατομικό βάρος και όσο χαμηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο λεπτό πρέπει να είναι το δείγμα.
Αλλάζοντας το σύστημα φακών του αντικειμενικού φακού, οι άνθρωποι μπορούν να μεγεθύνουν απευθείας την εικόνα της εστίασης του αντικειμενικού φακού. Από αυτό, οι άνθρωποι μπορούν να λάβουν εικόνες περίθλασης ηλεκτρονίων. Χρησιμοποιώντας αυτήν την εικόνα, μπορεί να αναλυθεί η κρυσταλλική δομή του δείγματος.
Στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης με φιλτράρισμα ενέργειας (EFTEM), οι άνθρωποι μετρούν την αλλαγή ταχύτητας των ηλεκτρονίων καθώς περνούν μέσα από το δείγμα. Από αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε τη χημική σύνθεση του δείγματος, όπως η κατανομή των χημικών στοιχείων στο δείγμα.
Πορεία ανάπτυξης ηλεκτρονικού μικροσκοπίου
Το 1931, οι Γερμανοί M. Noel και E. ruska τροποποίησαν έναν παλμογράφο υψηλής τάσης με πηγή ηλεκτρονίων εκκένωσης ψυχρής καθόδου και τρεις ηλεκτρονικούς φακούς και έλαβαν μια εικόνα με μεγέθυνση μεγαλύτερη από δέκα φορές. Εφευρέθηκε το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, το οποίο επιβεβαίωσε τη δυνατότητα μεγέθυνσης της απεικόνισης από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το 1932, μετά τη βελτίωση του ruska, η ανάλυση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου έφτασε τα 50 νανόμετρα, που ήταν περίπου δέκα φορές από το οπτικό μικροσκόπιο εκείνης της εποχής, ξεπερνώντας το όριο ανάλυσης του οπτικού μικροσκοπίου, έτσι οι άνθρωποι άρχισαν να δώστε προσοχή στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στη δεκαετία του 1940, ο Hill των Ηνωμένων Πολιτειών χρησιμοποίησε μια συσκευή αστιγματισμού για να αντισταθμίσει την περιστροφική ασυμμετρία του ηλεκτρονιακού φακού, η οποία έκανε μια νέα σημαντική ανακάλυψη στην ανάλυση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και σταδιακά έφτασε στο σύγχρονο επίπεδο. Στην Κίνα, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης αναπτύχθηκε με επιτυχία το 1958 με ανάλυση 3 nm και ένα μεγάλο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο με ανάλυση 0,3 nm κατασκευάστηκε το 1979.
