Kako se razlikuju principi snimanja skenirajuće elektronske mikroskopije i transmisijske elektronske mikroskopije
Pretražna elektronska mikroskopija uglavnom uključuje sekundarno elektronsko oslikavanje nakon ozračivanja uzorka elektronskim snopom, dok je slika svijetlog polja transmisijske elektronske mikroskopije prijenosna elektronska slika.
Elektronski mikroskop, skraćeno elektronski mikroskop, postao je nezaobilazan i važan alat u suvremenoj znanosti i tehnologiji nakon više od pedeset godina razvoja.
Elektronski mikroskop sastoji se od tri dijela: zrcalne cijevi, vakuumskog uređaja i strujnog ormarića.
Cijev objektiva uglavnom se sastoji od elektroničkih izvora, elektroničkih leća, nosača uzoraka, fluorescentnih zaslona i detektora, koji su obično sastavljeni u stupac od vrha prema dolje.
Elektroničke leće koriste se za fokusiranje elektrona i najvažnija su komponenta u cijevi elektronskog mikroskopa. Općenito se koriste magnetske leće, a ponekad se koriste i elektrostatičke leće. Koristi prostorno električno ili magnetsko polje simetrično na os zrcalne cijevi za savijanje putanje elektrona prema osi, formirajući fokus. Njegova funkcija je ista kao i optička leća (konveksna leća) u optičkom mikroskopu da fokusira snop svjetlosti, pa se naziva elektronska leća. Fokus optičke leće je fiksan, dok se fokus elektronske leće može podešavati, tako da elektronski mikroskop nema pomični sustav leća kao optički mikroskop. Većina modernih elektronskih mikroskopa koristi elektromagnetske leće koje fokusiraju elektrone kroz jako magnetsko polje koje stvara stabilna istosmjerna pobudna struja koja prolazi kroz zavojnicu s polnim papučicama. Izvor elektrona sastoji se od katode koja otpušta slobodne elektrone, vrata i anode koja ubrzava elektrone u kružnom uzorku. Razlika napona između katode i anode mora biti vrlo visoka, obično između tisuća volti i 3 milijuna volti. Može emitirati i formirati elektronske zrake jednolike brzine, tako da stabilnost napona ubrzanja ne mora biti manja od jedne tisućinke.
Uzorak se može stabilno postaviti na stalak za uzorke, a često postoje i uređaji koji se mogu koristiti za promjenu uzorka (poput pomicanja, rotacije, grijanja, hlađenja, istezanja itd.).
Zašto koristiti fluorescentni ekran? Budući da se snop elektrona ne može vidjeti golim okom, potrebno je koristiti fluorescentni ekran za pretvaranje snopa elektrona u vidljivi izvor svjetlosti kako bi se stvorila slika vidljiva očima.
Detektori se koriste za prikupljanje elektroničkih signala ili sekundarnih signala.
Elektronski snop skenirajućeg elektronskog mikroskopa ne prolazi kroz uzorak, samo fokusira snop elektrona što je više moguće na malu površinu uzorka, a zatim skenira uzorak red po red. Upadni elektroni uzrokuju pobuđivanje površine uzorka sekundarnim elektronima. Mikroskop promatra elektrone raspršene iz svake točke. Scintilacijski kristal postavljen pokraj uzorka prima te sekundarne elektrone i modulira intenzitet elektronskog snopa slikovne cijevi nakon pojačanja, mijenjajući tako svjetlinu fluorescentnog zaslona slikovne cijevi. Slika je trodimenzionalna slika koja odražava strukturu površine uzorka. Otklonska zavojnica slikovne cijevi sinkronizirana je s elektronskim snopom na površini uzorka za skeniranje, tako da fluorescentni zaslon slikovne cijevi prikazuje morfologiju površine uzorka, što je slično principu rada industrijske televizije. Zbog činjenice da elektroni u takvom mikroskopu ne moraju prolaziti kroz uzorak, napon pri kojem se elektroni ubrzavaju ne mora biti jako visok.
Razlučivost skenirajućeg elektronskog mikroskopa uglavnom ovisi o promjeru elektronske zrake na površini uzorka. Povećanje je omjer amplitude skeniranja na cijevi za snimanje i amplitude skeniranja na uzorku, koja se može kontinuirano mijenjati od nekoliko desetaka puta do stotina tisuća puta. Pretražna elektronska mikroskopija ne zahtijeva vrlo tanke uzorke; Slike imaju snažan osjećaj stereoskopije; Može analizirati sastav tvari koristeći informacije kao što su sekundarni elektroni, apsorbirani elektroni i X-zrake generirane interakcijom između elektronskih zraka i tvari.
Proizvodnja skenirajuće elektronske mikroskopije temelji se na interakciji između elektrona i tvari. Kada visokoenergetski ljudski snop elektrona bombardira površinu tvari, pobuđeno područje će generirati sekundarne elektrone, Augerove elektrone, karakteristične i kontinuirane X-zrake, povratno raspršene elektrone, propuštene elektrone i elektromagnetsko zračenje u vidljivom, ultraljubičastom i infracrvene regije. Istodobno se mogu generirati i parovi elektronskih šupljina, vibracije rešetke (fononi) i oscilacije elektrona (plazma).
