Az elektronmikroszkóp alkatrészei
Elektronforrás: Ez egy katód, amely szabad elektronokat szabadít fel, és egy gyűrű alakú anód gyorsítja az elektronokat. A katód és az anód közötti feszültségkülönbségnek nagyon nagynak kell lennie, jellemzően több ezer volt és három millió volt között.
Elektronok: Elektronok fókuszálására használják. Általában mágneses lencséket használnak, és néha elektrosztatikus lencséket is használnak. Az elektronlencse funkciója megegyezik az optikai mikroszkóp optikai lencséjével. Az optikai lencse fókusza fix, de az elektronikus lencse fókusza állítható, így az elektronmikroszkóp nem rendelkezik optikai mikroszkóphoz hasonló mozgatható lencserendszerrel.
Vákuumos eszköz: A vákuumeszköz a mikroszkóp belsejében a vákuum állapot biztosítására szolgál, hogy az elektronok ne nyeljenek el vagy térjenek el útjuk során.
Mintatartó: A minták stabilan helyezhetők a mintatartóra. Emellett gyakran léteznek olyan eszközök, amelyekkel a minta cserélhető (például mozgatható, forgatható, melegíthető, hűthető, megnyújtható stb.).
Detektor: Elektronok gyűjtésére használt jel vagy másodlagos jel. A minta vetülete közvetlenül elérhető transzmissziós elektronmikroszkóp (Transmission Electron Microscopy TEM) segítségével. Ebben a mikroszkópban az elektronok áthaladnak a mintán, ezért a mintának nagyon vékonynak kell lennie. A mintát alkotó atomok atomtömege, az elektronok gyorsulásának feszültsége és a kívánt felbontás határozza meg a minta vastagságát. A minta vastagsága néhány nanométertől néhány mikrométerig változhat. Minél nagyobb az atomtömeg és minél kisebb a feszültség, annál vékonyabbnak kell lennie a mintának.
Az objektív lencserendszerének megváltoztatásával közvetlenül nagyítható a kép az objektív fókuszpontjában. Ebből elektrondiffrakciós képeket kaphatunk. Ennek a képnek a segítségével elemezhető a minta kristályszerkezete.
Az energiaszűrt transzmissziós elektronmikroszkópiában (EFTEM) az emberek mérik az elektronok sebességének változását, amikor áthaladnak a mintán. Ebből a minta kémiai összetételére lehet következtetni, például a kémiai elemek eloszlására a mintában.
Az elektronmikroszkópok felhasználása
Az elektronmikroszkópok felépítésük és felhasználásuk szerint transzmissziós elektronmikroszkópokra, pásztázó elektronmikroszkópokra, reflexiós elektronmikroszkópokra és emissziós elektronmikroszkópokra oszthatók. Transzmissziós elektronmikroszkópokat gyakran használnak olyan finom anyagszerkezetek megfigyelésére, amelyeket közönséges mikroszkópokkal nem lehet felbontani; a pásztázó elektronmikroszkópokat főként szilárd felületek morfológiájának megfigyelésére használják, és kombinálhatók röntgendiffraktométerekkel vagy elektronenergia-spektrométerekkel is, így elektronikus mikroszondákat hoznak létre az anyagösszetétel elemzéséhez; emissziós elektronmikroszkópia önkibocsátó elektronfelületek tanulmányozására.
A transzmissziós elektronmikroszkóp nevét arról kapta, hogy az elektronsugár áthatol a mintán, majd az elektronlencsével felnagyítja a képet. Optikai útja hasonló az optikai mikroszkópéhoz. Az ilyen típusú elektronmikroszkópban a képrészletek kontrasztja az elektronnyalábnak a minta atomjai általi szórásával jön létre. A minta vékonyabb vagy kisebb sűrűségű részén kisebb az elektronsugár szórása, így több elektron halad át az objektív membránon és vesz részt a képalkotásban, és világosabbnak tűnik a képen. Ezzel szemben a minta vastagabb vagy sűrűbb részei sötétebbnek tűnnek a képen. Ha a minta túl vastag vagy túl sűrű, akkor a kép kontrasztja romlik, sőt az elektronsugár energiájának elnyelésével megsérül vagy tönkremegy.
