Ang instrumento ng mikroskopyo ng elektron

Ang mikroskopyo ng elektron, mikroskopyo na nakakamit ng napakataas na resolusyon gamit ang isang beam ng elektron sa halip na isang sinag ng ilaw upang maipaliwanag ang bagay ng pag-aaral.

metalurhiya: Electron microscopy

Ang mahusay na pag-unlad ay ginawa sa paggamit ng mga makinis na nakatutok na mga beam ng masipag na mga electron upang suriin ang mga metal. Mga mikroskopyo ng elektron s

.

Kasaysayan

Ang pangunahing pananaliksik ng maraming mga pisiko sa unang quarter ng ika-20 siglo ay iminungkahi na ang mga ray ng cathode (ibig sabihin, mga electron) ay maaaring magamit sa ilang paraan upang madagdagan ang paglutas ng mikroskopyo. Ang pisiko na Pranses na si Louis de Broglie noong 1924 ay nagbukas ng daan sa mungkahi na ang mga beam ng elektron ay maaaring ituring bilang isang form ng paggalaw ng alon. Kinuha ni De Broglie ang pormula para sa kanilang haba ng haba, na ipinakita na, halimbawa, para sa mga electron na pinabilis ng 60,000 volts (o 60 kilovolts [k]), ang mabisang daluyong haba ay 0,05 angstrom (Å) -ie, 1 / 100,000 na berde magaan. Kung ang ganitong mga alon ay maaaring magamit sa isang mikroskopyo, kung gayon ang isang malaking pagtaas sa paglutas ay magreresulta. Noong 1926 ipinakita na ang mga magnetic o electrostatic na patlang ay maaaring magsilbing lente para sa mga electron o iba pang mga sisingilin na partikulo. Ang pagtuklas na ito ay nagpasimula ng pag-aaral ng mga electron optika, at noong 1931 ang mga inhinyero ng mga de-koryenteng Aleman na sina Max Knoll at Ernst Ruska ay naglikha ng isang dalawang lens na mikroskopyo ng elektron na gumawa ng mga larawan ng mapagkukunan ng elektron. Noong 1933 isang primitive mikroskopyo ng elektron ang itinayo na imaging isang ispesimen kaysa sa mapagkukunan ng elektron, at noong 1935 Knoll ay gumawa ng isang na-scan na imahe ng isang solidong ibabaw. Ang paglutas ng optical mikroskopyo ay agad na nalampasan.

Ang pisika ng Aleman na si Manfred, Freiherr (baron) von Ardenne, at inhinyero ng British engineer na si Charles Oatley ay naglatag ng mga pundasyon ng paghahatid ng mikroskopya ng paghahatid (kung saan ang electron beam ay naglalakbay sa ispesimen) at nag-scan ng electron mikroskopya (kung saan ang electron beam ay tumanggi mula sa sample na iba pa ang mga electron na pagkatapos ay nasuri), na pinaka-kapansin-pansin na naitala sa aklat ni Ardenne na Elektronen-Übermikroskopie (1940). Ang karagdagang pag-unlad sa pagtatayo ng mga mikroskopyo ng elektron ay naantala sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig ngunit nakatanggap ng isang impetus noong 1946 kasama ang pag-imbento ng stigmator, na bumabawi sa astigmatismo ng mga layunin ng lens, pagkatapos kung saan ang produksyon ay naging mas laganap.

Ang mikroskopyo ng paghahatid ng transmisyon (TEM) ay maaaring mag-isip ng mga ispesimento ng hanggang sa 1 micrometre sa kapal. Ang mga mikroskopyo na may mataas na boltahe ay katulad ng mga TEM ngunit gumagana nang mas mataas na boltahe. Ang pag-scan ng mikroskopyo ng elektron (SEM), kung saan ang isang sinag ng mga elektron ay na-scan sa ibabaw ng isang solidong bagay, ay ginagamit upang makabuo ng isang imahe ng mga detalye ng istraktura sa ibabaw. Ang mikroskopyo ng pag-scan ng kapaligiran ng kapaligiran (ESEM) ay maaaring makabuo ng isang na-scan na imahe ng isang ispesimen sa isang kapaligiran, hindi katulad ng SEM, at matapat sa pag-aaral ng mga moist specimens, kabilang ang ilang mga buhay na organismo.

Ang mga kumbinasyon ng mga pamamaraan ay nagbigay ng pagtaas sa pag-scan ng electron mikroskopyo (STEM), na pinagsasama ang mga pamamaraan ng TEM at SEM, at ang electron-probe microanalyzer, o microprobe analyzer, na nagbibigay-daan sa isang pagsusuri ng kemikal ng komposisyon ng mga materyales na gagawin gamit ang insidente ng electron beam upang ma-excite ang paglabas ng katangian na X-ray ng mga elemento ng kemikal sa ispesimen. Ang mga X-ray na ito ay napansin at nasuri ng mga spectrometer na itinayo sa instrumento. Ang mga mikropono na tagasuri ay maaaring makagawa ng isang imahe ng pag-scan ng elektron upang ang istraktura at komposisyon ay madaling maiugnay.

Ang isa pang uri ng mikroskopyo ng elektron ay ang mikroskopyo ng paglabas ng larangan, kung saan ang isang malakas na larangan ng kuryente ay ginagamit upang gumuhit ng mga electron mula sa isang wire na naka-mount sa isang tubo ng katod-ray.