Optik mikroskopi ile karşılaştırıldığında elektron mikroskobunun avantajları
Elektron mikroskobunun çözünürlüğü optik mikroskoptan çok daha iyi olmasına rağmen, vakum koşullarında çalışması gerektiğinden canlı organizmaları gözlemlemek zordur ve elektron ışınının ışınlanması biyolojik numunelerin ışınlama hasarına maruz kalmasına neden olur. Elektron tabancasının parlaklığı ve elektron merceğinin kalitesinin iyileştirilmesi gibi diğer problemlerin de çalışmaya devam etmesi gerekmektedir.
Çözme gücü, numune boyunca elektron ışınının geliş koni açısı ve dalga boyu ile ilgili olan elektron mikroskobunun önemli bir indeksidir. Görünür ışığın dalga boyu yaklaşık 300 ila 700 nanometre arasındadır ve elektron ışınının dalga boyu, hızlanan voltajla ilişkilidir. Hızlanma voltajı 50 ila 100 kV olduğunda, elektron ışınının dalga boyu yaklaşık 0,0053 ila 0,0037 nanometredir. Elektron ışınının dalga boyu görünür ışığın dalga boyundan çok daha küçük olduğundan, elektron ışınının koni açısı optik mikroskobun yalnızca %1'i olsa bile, elektron mikroskobunun çözünürlük kapasitesi yine de optik mikroskoptan çok daha iyidir. mikroskop.
Elektron mikroskobu üç bölümden oluşur: ayna tüpü, vakum sistemi ve güç kaynağı kabini. Namluda esas olarak bir elektron tabancası, elektron merceği, numune tutucu, floresan ekran ve kamera mekanizması ve diğer bileşenler bulunur; bu bileşenler genellikle yukarıdan aşağıya bir sütun halinde monte edilir; vakum sistemi, mekanik bir vakum pompası, difüzyon pompaları ve vakum valfleri vb.'den ve aynanın namlusuna bağlanan pompalama boru hattından oluşur; güç kaynağı kabini, yüksek voltaj jeneratörü, uyarma akımı dengeleyicisi ve çeşitli düzenleyici kontrol ünitelerinden oluşur.
Elektron merceği, elektron mikroskobu namlusunun önemli bir parçasıdır, uzay elektrik alanının veya manyetik alanın namlusunun eksenine simetriktir, böylece elektron, cam dışbükey rolünün odaklama oluşumunun eksenine doğru ilerler. Işık huzmesinin odaklanmasını sağlayan mercek merceğin rolüne benzer, bu nedenle buna elektron merceği denir. Çoğu modern elektron mikroskobu, elektronları odaklamak için güçlü manyetik alan tarafından oluşturulan bir kutup pabucu ile bobin boyunca çok kararlı bir DC uyarma akımı yoluyla elektromanyetik mercekler kullanır.
Elektron tabancası, tungsten sıcak katot, kapı ve katottan oluşan bir bileşendir. Düzgün hızda bir elektron ışını yayar ve oluşturur, bu nedenle hızlanma voltajının stabilitesinin on binde birinden az olmaması gerekir.
Elektron mikroskopları yapılarına ve kullanımlarına göre transmisyon elektron mikroskopları, taramalı elektron mikroskopları, yansıma elektron mikroskopları ve emisyon elektron mikroskopları olarak sınıflandırılabilir. Transmisyon elektron mikroskobu genellikle sıradan mikroskoplarla malzemenin ince yapısını ayırt edemeyenleri gözlemlemek için kullanılır; taramalı elektron mikroskobu esas olarak katı yüzeylerin morfolojisini gözlemlemek için kullanılır, ancak aynı zamanda malzeme bileşiminin analizi için kullanılan bir elektron mikroprobu oluşturmak üzere birleştirilmiş X-ışını difraktometresi veya elektron spektrometresi ile birlikte kullanılır; Elektronların kendi kendine emisyon yüzeyinin incelenmesi için emisyon elektron mikroskobu.
Taramalı elektron mikroskobunun elektron ışını numunenin içinden geçmez, yalnızca ikincil elektronları uyarmak için numunenin yüzeyini tarar. Numunenin yanına yerleştirilen bir sintilasyon kristali, CRT'nin elektron ışınının yoğunluğunu modüle edecek şekilde güçlendirilen bu ikincil elektronları alır ve böylece CRT'nin floresan ekranının parlaklığını değiştirir. CRT'nin saptırma bobini, numunenin yüzeyindeki elektron ışınıyla senkronize edilir, böylece CRT'nin floresan ekranı, endüstriyel televizyon setlerinin çalışma prensibine benzer şekilde numune yüzeyinin topografik görüntüsünü görüntüler.
Taramalı elektron mikroskobunun çözünürlüğü esas olarak numune yüzeyindeki elektron ışınının çapına göre belirlenir. Büyütme, tüp üzerindeki tarama genliğinin numune üzerindeki tarama genliğine oranıdır ve sürekli olarak onlarca ila yüz binlerce kez değişebilmektedir. Taramalı elektron mikroskopları çok ince numuneler gerektirmez; görüntünün güçlü bir üç boyutluluk duygusu var; ve ikincil elektronlar, emilen elektronlar ve elektron ışınının madde ile etkileşimi sonucu oluşan X ışınları gibi bilgileri kullanarak bir maddenin bileşimini analiz edebilir.
Taramalı elektron mikroskobu elektron tabancası ve lekeleme aynası ve transmisyon elektron mikroskobu aşağı yukarı aynıdır, ancak elektron ışınının daha ince olmasını sağlamak için, objektif merceğin altına tespit aynası eklenir ve objektif merceğin içindeki dağıtıcı eklenir. Ayrıca tarama bobininin içinde birbirine dik iki set bulunur. Objektif merceğin altındaki numune odası, hareket ettirilebilen, döndürülebilen ve eğilebilen bir numune tablasıyla donatılmıştır.
