Elektroninio mikroskopo kompozicija
Elektroninio mikroskopo sudėtis
Pagrindiniai jo komponentai yra:
Elektronų šaltinis: katodas, išskiriantis laisvuosius elektronus, ir žiedo formos anodas, greitinantis elektronus. Įtampos skirtumas tarp katodo ir anodo turi būti labai didelis, paprastai nuo tūkstančių voltų iki 3 milijonų voltų.
Elektronas: naudojamas elektronams fokusuoti. Paprastai naudojami magnetiniai lęšiai, o kartais ir elektrostatiniai lęšiai. Elektroninio lęšio funkcija yra tokia pati kaip optinio lęšio optiniame mikroskope. Optinio lęšio židinys yra fiksuotas, o elektroninio lęšio fokusą galima reguliuoti, todėl elektroninis mikroskopas neturi judančių lęšių sistemos kaip optinis mikroskopas.
Vakuuminis įtaisas: vakuuminis įtaisas, naudojamas vakuuminei būsenai mikroskope palaikyti, kad elektronai nebūtų sugerti ar nukreipti savo kelyje.
Mėginių stovas: mėginį galima stabiliai padėti ant mėginių stovo. Be to, dažnai yra prietaisų, kuriais galima pakeisti mėginį (pavyzdžiui, judinti, sukti, šildyti, vėsinti, tempti ir pan.).
Detektorius: signalas arba antrinis signalas, naudojamas elektronams rinkti. Mėginio projekciją galima gauti tiesiogiai naudojant perdavimo elektronų mikroskopą (TEM). Šiame mikroskope per mėginį praeina elektronai, todėl mėginys turi būti labai plonas. Mėginį sudarančių atomų atominė masė, greitinančių elektronų įtampa ir norima skiriamoji geba lemia mėginio storį. Mėginio storis gali svyruoti nuo kelių nanometrų iki kelių mikronų. Kuo didesnis atominis svoris ir mažesnė įtampa, tuo mėginys turi būti plonesnis.
Pakeitus objektyvo lęšių sistemą, galima tiesiogiai padidinti objektyvo židinio taško vaizdą. Iš to galima gauti elektronų difrakcijos vaizdus. Naudodami šį vaizdą galite išanalizuoti mėginio kristalinę struktūrą.
Energijos filtruoto perdavimo elektronų mikroskopu (EFTEM) žmonės matuoja elektronų greičio kitimą, kai jie praeina pro mėginį. Iš to galime daryti išvadą apie cheminę mėginio sudėtį, pvz., cheminių elementų pasiskirstymą mėginyje.
Elektroninio mikroskopo tobulinimo kursas
1931 metais vokiečiai M. Noelis ir E. Ruska modifikavo aukštos įtampos osciloskopą su šalto katodo išlydžio elektronų šaltiniu ir trimis elektroniniais lęšiais ir gavo daugiau nei dešimt kartų padidintus vaizdus. Jie išrado perdavimo elektronų mikroskopą, patvirtinantį padidinimo galimybę elektroniniu mikroskopu. 1932 m., Ruskai patobulinus, elektroninio mikroskopo skiriamoji geba pasiekė 50 nanometrus, maždaug dešimt kartų daugiau nei tuo metu optinio mikroskopo skiriamoji geba, o tai peržengė optinio mikroskopo skiriamąją gebą. Todėl elektroninis mikroskopas ėmė sulaukti dėmesio. 1940-aisiais JAV Hillas naudojo astigmatizatorių, kad kompensuotų elektroninio lęšio sukimosi asimetriją, o tai padarė naują proveržį elektroninio mikroskopo skiriamosios gebos srityje ir palaipsniui pasiekė šiuolaikinį lygį. Kinijoje 1958 metais buvo sėkmingai sukurtas transmisinis elektroninis mikroskopas su 3 nanometrų skiriamąja geba. 1979 metais buvo sukurtas didelis elektroninis mikroskopas su 0,3 nanometrų skiriamąja geba.
Elektroninio mikroskopo konstrukcijos principas
Elektroninis mikroskopas susideda iš objektyvo cilindro, vakuuminės sistemos ir maitinimo spintos. Objektyvo cilindrą daugiausia sudaro tokie komponentai kaip elektronų pistoletas, elektroninis lęšis, mėginio laikiklis, fluorescencinis ekranas ir fotografavimo mechanizmas. Šie komponentai paprastai surenkami į koloną iš viršaus į apačią; Vakuuminę sistemą sudaro mechaninis vakuuminis siurblys, difuzinis siurblys, vakuuminis vožtuvas ir kt., Oro ištraukimo vamzdžiu sujungiama su objektyvo cilindru; Maitinimo spinta sudaryta iš aukštos įtampos generatoriaus, žadinimo srovės stabilizatoriaus ir įvairių reguliavimo ir valdymo blokų.
Elektroninis lęšis yra svarbiausias elektroninio mikroskopo objektyvo cilindro komponentas. Jis naudoja erdvinį elektrinį arba magnetinį lauką, simetrišką objektyvo cilindro ašiai, kad lenktų elektronų trajektoriją link ašies, kad susidarytų židinys. Jo funkcija yra panaši į stiklo išgaubto lęšio funkciją, kad sufokusuotų šviesos spindulį, todėl jis vadinamas elektroniniu lęšiu. Daugumoje šiuolaikinių elektroninių mikroskopų naudojami elektromagnetiniai lęšiai, kurie sufokusuoja elektronus stipriu magnetiniu lauku, kurį sukuria stabili nuolatinės srovės žadinimo srovė, teka per ritę su polių bateliais.
Elektronų pistoletas yra komponentas, sudarytas iš volframo vielos karšto katodo, užtvaro elektrodo ir katodo. Jis gali skleisti ir suformuoti vienodo greičio elektronų pluoštą, todėl pagreičio įtampos stabilumas turi būti ne mažesnis kaip 1/10000.
