Microscop electronic, microscop care atinge o rezoluție extrem de ridicată folosind un fascicul de electroni în loc de un fascicul de lumină pentru a lumina obiectul de studiu.
metalurgie: microscopie electronică
S-au înregistrat progrese mari în utilizarea fasciculelor cu focalizare fină de electroni energetici pentru examinarea metalelor. Microscop electronic s
Istorie
Cercetările fundamentale ale multor fizicieni din primul sfert al secolului XX au sugerat că razele catodice (adică electronii) ar putea fi utilizate într-un fel pentru a crește rezoluția microscopului. Fizicianul francez Louis de Broglie, în 1924, a deschis calea cu sugestia că fasciculele de electroni ar putea fi considerate o formă de mișcare a undelor. De Broglie a derivat formula pentru lungimea lor de undă, care a arătat că, de exemplu, pentru electronii accelerați cu 60.000 de volți (sau 60 kilovolți [k]), lungimea de undă efectivă ar fi de 0,05 angstrom (Å) -ie, 1/10000 de cea verde ușoară. Dacă astfel de unde ar putea fi utilizate la un microscop, atunci va rezulta o creștere considerabilă a rezoluției. În 1926 s-a demonstrat că câmpurile magnetice sau electrostatice pot servi drept lentile pentru electroni sau alte particule încărcate. Această descoperire a inițiat studiul opticii electronice și, până în 1931, inginerii electrici germani Max Knoll și Ernst Ruska au conceput un microscop electronic cu două lentile care producea imagini cu sursa de electroni. În 1933 a fost construit un microscop electronic primitiv care a imaginat un specimen mai degrabă decât sursa de electroni, iar în 1935 Knoll a produs o imagine scanată a unei suprafețe solide. Rezoluția microscopului optic a fost curând depășită.
Fizicianul german Manfred, Freiherr (baron) von Ardenne și inginerul electronic britanic Charles Oatley au pus bazele microscopiei electronice de transmisie (în care fasciculul de electroni călătorește prin epruvetă) și al microscopiei electronice de scanare (în care fasciculul de electroni ejectează din eșantionul celălalt electroni care sunt apoi analizați), care sunt notate în special în cartea lui Ardenne, Elektronen-berbermikroskopie (1940). Progresul suplimentar în construcția microscopilor electronici a fost întârziat în timpul celui de-al doilea război mondial, dar a primit un impuls în 1946, cu invenția stigmatorului, care compensează astigmatismul obiectivului, după care producția a devenit mai răspândită.
Microscopul electronic de transmisie (TEM) poate imagina exemplare cu o grosime de până la 1 micrometru. Microscoape electronice de înaltă tensiune sunt similare cu TEM-urile, dar funcționează la tensiuni mult mai mari. Microscopul electronic de scanare (SEM), în care un fascicul de electroni este scanat pe suprafața unui obiect solid, este utilizat pentru a construi o imagine a detaliilor structurii de suprafață. Microscopul electronic de scanare a mediului (ESEM) poate genera o imagine scanată a unei specimene într-o atmosferă, spre deosebire de SEM, și este susceptibilă pentru studiul specimenelor umede, inclusiv unele organisme vii.
Combinațiile de tehnici au dat naștere la microscopul electronic de transmisie de scanare (STEM), care combină metodele TEM și SEM, și microanalizerul cu sondă electronică sau analizorul de microprobotă, care permite o analiză chimică a compoziției materialelor care trebuie realizată folosind fasciculul de electroni incident pentru a excita emisiile de raze X caracteristice de către elementele chimice din epruvetă. Aceste raze X sunt detectate și analizate de spectrometre încorporate în instrument. Analizatorii microfobi sunt capabili să producă o imagine de scanare a electronilor, astfel încât structura și compoziția să fie ușor corelate.
Un alt tip de microscop electronic este microscopul cu emisii de câmp, în care un câmp electric puternic este folosit pentru a trage electroni dintr-un fir montat într-un tub cu raze catodice.
