Mètodes de classificació i categories de microscopis electrònics
Els microscopis electrònics es poden dividir en microscopis electrònics de transmissió, microscopis electrònics d'escaneig, microscopis electrònics de reflexió i microscopis electrònics d'emissió segons les seves estructures i usos.
Els microscopis electrònics de transmissió s'utilitzen sovint per observar estructures de materials minúscules que no es poden distingir amb els microscopis normals; Els microscopis electrònics d'escaneig s'utilitzen principalment per observar la morfologia de superfícies sòlides, i també es poden combinar amb difractòmetres de raigs X o espectròmetres d'energia electrònica per formar microsondes d'electrons per a l'anàlisi de la composició del material; Els microscopis electrònics d'emissió s'utilitzen per a l'estudi de superfícies d'electrons d'emissió automàtica.
Microscopi electrònic de transmissió
S'anomena així que el feix d'electrons penetra la mostra i després utilitza una lent d'electrons per a la imatge i augmentar la imatge. La seva trajectòria de la llum és similar a la d'un microscopi òptic, i pot obtenir directament la projecció d'una mostra. En canviar el sistema de lents de la lent objectiu, es pot ampliar directament la imatge al punt focal de la lent objectiu. A partir d'això es poden obtenir imatges de difracció d'electrons. Aquesta imatge es pot utilitzar per analitzar l'estructura cristal·lina de la mostra. En aquest tipus de microscopi electrònic, el contrast dels detalls de la imatge està format per la dispersió del feix d'electrons pels àtoms de la mostra. Com que els electrons han de viatjar a través de la mostra, la mostra ha de ser molt prima. El gruix de la mostra ve determinat pels pesos atòmics dels àtoms que componen la mostra, el voltatge al qual s'acceleren els electrons i la resolució desitjada. El gruix de la mostra pot variar des d'uns pocs nanòmetres fins a diversos micròmetres. Com més gran sigui el pes atòmic i com més baix sigui el voltatge, més prima ha de ser la mostra. La part més prima o de menor densitat de la mostra té menys dispersió del feix d'electrons, de manera que més electrons passen per l'obertura de la lent objectiu i participen en la imatge, fent que la imatge sembli més brillant. Per contra, les parts més gruixudes o més denses de la mostra apareixeran més fosques a la imatge. Si la mostra és massa gruixuda o densa, el contrast de la imatge es deteriorarà i fins i tot es pot danyar o destruir en absorbir l'energia del feix d'electrons.
La resolució d'un microscopi electrònic de transmissió és {{0}},1~0,2nm, i l'augment és de desenes de milers a centenars de milers de vegades. Com que els electrons es dispersen o absorbeixen fàcilment pels objectes, el poder de penetració és baix i s'han de preparar seccions ultrafines més fines (normalment de 50 a 100 nm).
La part superior del canó del microscopi electrònic de transmissió és un canó d'electrons. Els electrons s'emeten des del càtode calent del filament de tungstè i passen pel primer i el segon condensadors per enfocar el feix d'electrons. Després que el feix d'electrons travessa la mostra, la lent de l'objectiu s'imatge al mirall intermedi, i després s'amplifica gradualment pel mirall intermedi i el mirall de projecció, i s'imatge a la pantalla fluorescent o a la placa seca fotogràfica. El mirall intermedi ajusta principalment el corrent d'excitació i l'ampliació es pot canviar contínuament des de desenes de vegades fins a centenars de milers de vegades. En canviar la distància focal del mirall intermedi, es poden obtenir imatges de microscòpia electrònica i imatges de difracció d'electrons en petites parts de la mateixa mostra. .
microscopi electrònic de rastreig
El feix d'electrons d'un microscopi electrònic d'escaneig no travessa la mostra, sinó que només enfoca el feix d'electrons en una petita àrea de la mostra tant com sigui possible i després escaneja la mostra línia per línia. Els electrons incidents fan que els electrons secundaris siguin excitats des de la superfície de la mostra. El que observa el microscopi són els electrons dispersos des de cada punt. El cristall de centelleig col·locat al costat de la mostra rep aquests electrons secundaris i els amplifica per modular la intensitat del feix d'electrons del tub d'imatge, canviant així la brillantor a la pantalla fluorescent del tub d'imatge. La imatge és una imatge tridimensional, que reflecteix l'estructura superficial de l'exemplar. La bobina de desviació del tub d'imatge continua escanejant de manera sincrònica amb el feix d'electrons a la superfície de la mostra, de manera que la pantalla fluorescent del tub d'imatge mostra la imatge topogràfica de la superfície de la mostra, que és similar al principi de funcionament de la televisió industrial. Com que els electrons d'aquest microscopi no s'han de transmetre a través de la mostra, la tensió a la qual s'acceleren no ha de ser molt alta.
La resolució d'un microscopi electrònic d'escaneig està determinada principalment pel diàmetre del feix d'electrons a la superfície de la mostra. L'ampliació és la relació entre l'amplitud d'escaneig del tub d'imatge i l'amplitud d'escaneig de la mostra, i pot variar contínuament des de desenes de vegades fins a centenars de milers de vegades. Els microscopis electrònics d'escaneig no requereixen mostres molt fines; les imatges tenen un fort efecte tridimensional; poden utilitzar informació com ara electrons secundaris, electrons d'absorció i raigs X generats per la interacció entre feixos d'electrons i substàncies per analitzar la composició de les substàncies.
La construcció dels microscopis electrònics d'escaneig es basa en la interacció entre els electrons i la matèria. Quan un feix d'electrons incidents d'alta energia bombardeja la superfície d'un material, l'àrea excitada produirà electrons secundaris, electrons Auger, raigs X característics i raigs X d'espectre continu, electrons retrodispersats, electrons transmesos i visibles, ultraviolats i llum infraroja. radiació electromagnètica generada a la zona. Al mateix temps, també es poden generar parells electró-forat, vibracions de gelosia (fonons) i oscil·lacions d'electrons (plasma).
