Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, μικροσκόπιο που επιτυγχάνει εξαιρετικά υψηλή ανάλυση χρησιμοποιώντας μια δέσμη ηλεκτρονίων αντί για μια δέσμη φωτός για να φωτίσει το αντικείμενο της μελέτης.
μεταλλουργία: Ηλεκτρονική μικροσκοπία
Έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στη χρήση λεπτών εστιασμένων ακτίνων ενεργειακών ηλεκτρονίων για την εξέταση μετάλλων. Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο s
Ιστορία
Η θεμελιώδης έρευνα πολλών φυσικών κατά το πρώτο τέταρτο του 20ού αιώνα έδειξε ότι οι ακτίνες καθόδου (δηλαδή, ηλεκτρόνια) θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν με κάποιο τρόπο για την αύξηση της ανάλυσης μικροσκοπίου. Ο Γάλλος φυσικός Louis de Broglie το 1924 άνοιξε το δρόμο με την πρόταση ότι οι δέσμες ηλεκτρονίων θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως μια μορφή κυματικής κίνησης. Ο De Broglie εξήγησε τον τύπο για το μήκος κύματος τους, ο οποίος έδειξε ότι, για παράδειγμα, για ηλεκτρόνια επιταχυνόμενα κατά 60.000 βολτ (ή 60 kilovolts [k]), το πραγματικό μήκος κύματος θα ήταν 0,05 angstrom (Å) —ie, 1 / 100,000 εκείνο του πράσινου φως. Εάν τέτοια κύματα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε ένα μικροσκόπιο, θα προέκυπτε σημαντική αύξηση της ανάλυσης. Το 1926 αποδείχθηκε ότι τα μαγνητικά ή ηλεκτροστατικά πεδία θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως φακοί για ηλεκτρόνια ή άλλα φορτισμένα σωματίδια. Αυτή η ανακάλυψη ξεκίνησε τη μελέτη των οπτικών ηλεκτρονίων, και το 1931 οι Γερμανοί ηλεκτρολόγοι μηχανικοί Max Knoll και Ernst Ruska είχαν επινοήσει ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δύο φακών που παρήγαγε εικόνες της πηγής ηλεκτρονίων. Το 1933 κατασκευάστηκε ένα πρωτόγονο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο που απεικόνισε ένα δείγμα και όχι την πηγή ηλεκτρονίων, και το 1935 ο Knoll παρήγαγε μια σαρωμένη εικόνα μιας στερεάς επιφάνειας. Η ανάλυση του οπτικού μικροσκοπίου ξεπέρασε σύντομα.
Ο Γερμανός φυσικός Manfred, ο Freiherr (βαρόνος) von Ardenne και ο Βρετανός ηλεκτρονικός μηχανικός Charles Oatley έθεσαν τα θεμέλια της μικροσκοπίας ηλεκτρονικής μετάδοσης (στην οποία η δέσμη ηλεκτρονίων ταξιδεύει μέσα από το δείγμα) και μικροσκοπίας ηλεκτρονικής σάρωσης (στην οποία η δέσμη ηλεκτρονίων εκβάλλει από το δείγμα άλλο ηλεκτρόνια που στη συνέχεια αναλύονται), τα οποία καταγράφονται κυρίως στο βιβλίο της Ardenne Elektronen-rosbermikroskopie (1940). Η περαιτέρω πρόοδος στην κατασκευή ηλεκτρονικών μικροσκοπίων καθυστέρησε κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, αλλά έλαβε ώθηση το 1946 με την εφεύρεση του στιγματιστή, ο οποίος αντισταθμίζει τον αστιγματισμό του αντικειμενικού φακού, μετά τον οποίο η παραγωγή έγινε πιο διαδεδομένη.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM) μπορεί να απεικονίσει δείγματα πάχους έως 1 μικρομέτρου. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια υψηλής τάσης είναι παρόμοια με τα TEM αλλά λειτουργούν σε πολύ υψηλότερες τάσεις. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), στο οποίο μια δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνεται πάνω από την επιφάνεια ενός στερεού αντικειμένου, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας εικόνας των λεπτομερειών της επιφανειακής δομής. Το ηλεκτρονικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (ESEM) μπορεί να δημιουργήσει μια σαρωμένη εικόνα ενός δείγματος σε μια ατμόσφαιρα, σε αντίθεση με το SEM, και είναι δεκτικό στη μελέτη υγρών δειγμάτων, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων ζωντανών οργανισμών.
Συνδυασμοί τεχνικών οδήγησαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης σάρωσης (STEM), το οποίο συνδυάζει τις μεθόδους TEM και SEM, και τον μικροαναλυτή ηλεκτρονικών ανιχνευτών, ή αναλυτή μικροανδυλωμάτων, που επιτρέπει τη χημική ανάλυση της σύνθεσης των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν χρησιμοποιώντας η προσπίπτουσα δέσμη ηλεκτρονίων για να διεγείρει την εκπομπή χαρακτηριστικών ακτίνων Χ από τα χημικά στοιχεία του δείγματος. Αυτές οι ακτίνες Χ ανιχνεύονται και αναλύονται με φασματόμετρα ενσωματωμένα στο όργανο. Οι αναλυτές μικροανδυλωμάτων είναι σε θέση να παράγουν μια εικόνα σάρωσης ηλεκτρονίων έτσι ώστε η δομή και η σύνθεση να μπορούν να συσχετιστούν εύκολα.
Ένας άλλος τύπος μικροσκοπίου ηλεκτρονίων είναι το μικροσκόπιο εκπομπής πεδίου, στο οποίο χρησιμοποιείται ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο για την άντληση ηλεκτρονίων από σύρμα τοποθετημένο σε σωλήνα καθοδικών ακτίνων.
