Introducció al principi de composició del microscopi electrònic
Un microscopi electrònic consta d'un canó de lent, un sistema de buit i un armari elèctric. El canó de la lent consta principalment de canó d'electrons, lent d'electrons, suport de mostres, pantalla fluorescent i mecanisme de càmera, que solen muntar-se en una columna de dalt a baix; El sistema de buit consta d'una bomba de buit mecànica, una bomba de difusió i una vàlvula de buit, i està connectat amb el canó de la lent mitjançant una canonada d'extracció d'aire; L'armari d'alimentació es compon d'un generador d'alta tensió, estabilitzador de corrent d'excitació i diverses unitats de control d'ajust.
La lent electrònica és la part més important del canó de la lent del microscopi electrònic. Utilitza un camp elèctric espacial o un camp magnètic simètric a l'eix del canó de la lent per doblegar la trajectòria d'electrons cap a l'eix per formar el focus, que és similar a la de la lent convexa de vidre per enfocar el feix de llum, per la qual cosa s'anomena lent electrònica. La majoria dels microscopis electrònics moderns utilitzen lents electromagnètiques, i el fort camp magnètic generat per un corrent d'excitació de CC molt estable que passa per una bobina amb sabates polars enfoca els electrons.
Un canó d'electrons és un component format per un càtode calent de filament de tungstè, una reixeta i un càtode. Pot emetre i formar un feix d'electrons amb velocitat uniforme, de manera que l'estabilitat de la tensió d'acceleració ha de ser no inferior a una desena mil·lèsima.
El microscopi electrònic es pot dividir en microscopi electrònic de transmissió, microscopi electrònic d'escaneig, microscopi electrònic de reflexió i microscopi electrònic d'emissió segons l'estructura i l'ús. El microscopi electrònic de transmissió (TEM) s'utilitza sovint per observar l'estructura fina del material que no es pot distingir amb un microscopi normal. El microscopi electrònic d'escaneig (SEM) s'utilitza principalment per observar la morfologia de la superfície sòlida, i també es pot combinar amb un difractòmetre de raigs X o un espectròmetre d'energia electrònica. El micro electrònic està format per la dispersió del feix d'electrons pels àtoms de la mostra. A la part prima o de baixa densitat de la mostra, el feix d'electrons es dispersa menys, de manera que més electrons passen pel diafragma objectiu i participen en la imatge, la qual cosa fa que apareguin més brillants a la imatge. Al contrari, la part més gruixuda o densa de la mostra apareix més fosca a la imatge. Si la mostra és massa gruixuda o massa densa, el contrast de la imatge es deteriorarà i fins i tot es farà malbé o destruirà en absorbir l'energia del feix d'electrons.
La part superior del canó de la lent del microscopi electrònic de transmissió és un canó d'electrons. Els electrons són emesos pel càtode calent del filament de tungstè i enfocats per la primera i la segona lents del condensador. Després que el feix d'electrons travessa la mostra, s'imatge al mirall intermedi per la lent de l'objectiu, i després s'amplifica pas a pas pel mirall intermedi i el mirall de projecció, i s'imatge a la pantalla fluorescent o a la placa fotogràfica.
L'ampliació del mirall intermedi es pot canviar contínuament de diverses desenes de vegades a diversos centenars de milers de vegades ajustant el corrent d'excitació. En canviar la distància focal del mirall intermedi, la imatge microscòpica electrònica i la imatge de difracció d'electrons es poden obtenir a la petita part de la mateixa mostra. Per estudiar les mostres de rodanxes metàl·liques gruixudes, el Laboratori d'Òptica Electrònica de Dulos, França, va desenvolupar un microscopi electrònic d'ultra alt voltatge amb una tensió acceleradora de 3500 kV.
El feix d'electrons del microscopi electrònic d'escaneig no travessa la mostra, sinó que només explora la superfície de la mostra per excitar electrons secundaris. El cristall de centelleig col·locat al costat de la mostra rep aquests electrons secundaris i modula la intensitat del feix d'electrons del tub d'imatge després de l'amplificació, canviant així la brillantor a la pantalla del tub d'imatge. La bobina de deflexió del tub d'imatge manté l'escaneig sincrònic amb el feix d'electrons a la superfície de la mostra, de manera que la pantalla fluorescent del tub d'imatge mostra la imatge morfològica de la superfície de la mostra, que és similar al principi de funcionament dels televisors industrials.
La resolució del microscopi electrònic d'escaneig depèn principalment del 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, que es pot canviar contínuament de desenes a centenars de milers de vegades. El microscopi electrònic d'escaneig no necessita mostres molt fines; La imatge té un fort sentit tridimensional; La composició de la substància es pot analitzar utilitzant la informació d'electrons secundaris, electrons absorbits i raigs X generats per la interacció entre el feix d'electrons i la substància.
El canó d'electrons i el condensador del microscopi electrònic d'exploració són gairebé els mateixos que els del microscopi electrònic de transmissió, però per tal d'aprimar el feix d'electrons, s'afegeixen una lent objectiu i un difusor astigmàtic sota el condensador i dos jocs d'escaneig. bobines perpendiculars entre si també s'instal·len a la lent de l'objectiu. Una taula de mostres que es pot moure, girar i inclinar està instal·lada a la cambra de mostra sota la lent de l'objectiu.
