Az elektronmikroszkóp fejlesztési menete
Az elektronmikroszkóp összetétele
Elektronforrás: egy katód, amely szabad elektronokat szabadít fel, a gyűrű alakú anód pedig gyorsítja az elektronokat. A katód és az anód közötti feszültségkülönbségnek nagyon nagynak kell lennie, általában több ezer volt és 3 millió volt között.
Elektronok: elektronok fókuszálására szolgálnak. Általában mágneses lencséket, néha elektrosztatikus lencséket használnak. Az elektronikus lencsék funkciója megegyezik az optikai mikroszkóp optikai lencséjével. Az optikai lencse fókusza fix, míg az elektronikus lencse fókusza állítható, így az elektronmikroszkóp nem rendelkezik olyan mozgatható lencserendszerrel, mint az optikai mikroszkópé.
Vákuumos készülék: a vákuumkészülék a mikroszkóp vákuumállapotának biztosítására szolgál, hogy az elektronok ne nyeljenek el vagy térjenek el útjuk során.
Mintatartó állvány: a minta stabilan elhelyezhető a mintatartó állványon. Emellett gyakran léteznek olyan eszközök, amelyekkel a mintát lehet változtatni (például mozgatni, forgatni, melegíteni, hűteni, nyújtani stb.).
Detektor: Elektronok gyűjtésére használt jel vagy másodlagos jel. Faj A minta vetülete transzmissziós elektronmikroszkóppal közvetlenül megkapható. Ebben a mikroszkópban az elektronok áthaladnak a mintán, ezért a mintának nagyon vékonynak kell lennie. A minta vastagságát a mintát alkotó atomok atomtömege, a gyorsuló elektronok feszültsége és a kívánt felbontás határozza meg. A minta vastagsága több nanométertől több mikronig terjedhet. Minél nagyobb az atomtömeg és minél kisebb a feszültség, annál vékonyabbnak kell lennie a mintának.
Az objektív lencserendszerének megváltoztatásával az emberek közvetlenül felnagyíthatják az objektív fókuszának képét. Ebből az emberek elektrondiffrakciós képeket kaphatnak. Ennek a képnek a segítségével elemezhető a minta kristályszerkezete.
Az energiaszűrt transzmissziós elektronmikroszkópban (EFTEM) az emberek mérik az elektronok sebességváltozását, amint áthaladnak a mintán. Ebből következtethetünk a minta kémiai összetételére, például a kémiai elemek eloszlására a mintában.
Az elektronmikroszkóp fejlesztési menete
1931-ben német M. Noel és E. ruska egy hidegkatódos kisülési elektronforrással és három elektronikus lencsével ellátott nagyfeszültségű oszcilloszkópot módosítottak, és több mint tízszeres nagyítású képet kaptak. Feltalálták a transzmissziós elektronmikroszkópot, amely megerősítette az elektronmikroszkóppal történő nagyítás lehetőségét. 1932-ben a ruska fejlesztése után az elektronmikroszkóp felbontása elérte az 50 nanométert, ami körülbelül tízszerese volt az akkori optikai mikroszkópénak, áttörve az optikai mikroszkóp felbontási határát, így az emberek elkezdték figyeljen az elektronmikroszkópra. Az 1940-es években az egyesült államokbeli Hill asztigmatizáló eszközzel kompenzálta az elektronlencse forgási aszimmetriáját, amely új áttörést hozott az elektronmikroszkóp felbontásában, és fokozatosan elérte a modern szintet. Kínában 1958-ban sikeresen kifejlesztettek egy 3 nm-es felbontású transzmissziós elektronmikroszkópot, 1979-ben pedig egy 0,3 nm-es nagyméretű elektronmikroszkópot.
