elektron mikroskobu bileşimi
Elektron mikroskobunun bileşimi
Ana bileşenleri şunlardır:
Elektron kaynağı: Serbest elektronları serbest bırakan bir katot ve elektronları hızlandıran halka şeklinde bir anot. Katot ve anot arasındaki voltaj farkı çok yüksek, tipik olarak binlerce volt ile 3 milyon volt arasında olmalıdır.
Elektron: Elektronları odaklamak için kullanılır. Genelde manyetik lensler kullanılırken bazen elektrostatik lensler de kullanılmaktadır. Bir elektron merceğinin işlevi, bir optik mikroskoptaki bir optik merceğin işlevi ile aynıdır. Bir optik merceğin odağı sabittir, elektronik bir merceğin odağı ayarlanabilir, bu nedenle bir elektronik mikroskobun optik mikroskop gibi hareketli bir mercek sistemi yoktur.
Vakum cihazı: Mikroskop içinde vakum durumunu korumak için kullanılan bir vakum cihazı, böylece elektronlar emilmez veya yollarında sapmazlar.
Numune rakı: Numune, numune rakına sabit bir şekilde yerleştirilebilir. Ayrıca, numuneyi değiştirmek için kullanılabilecek (hareket ettirme, döndürme, ısıtma, soğutma, germe vb.)
Dedektör: Elektronları toplamak için kullanılan bir sinyal veya ikincil sinyal. Bir örneğin projeksiyonu, bir transmisyon elektron mikroskobu (TEM) kullanılarak doğrudan elde edilebilir. Bu mikroskopta elektronlar numuneden geçer, bu nedenle numunenin çok ince olması gerekir. Numuneyi oluşturan atomların atom ağırlığı, hızlanan elektronların voltajı ve istenen çözünürlük numunenin kalınlığını belirler. Numunenin kalınlığı birkaç nanometreden birkaç mikrona kadar değişebilir. Atom ağırlığı ne kadar yüksek ve voltaj ne kadar düşükse, numune o kadar ince olmalıdır.
Objektif merceğin mercek sistemini değiştirerek, objektif merceğin odak noktasının görüntüsü doğrudan büyütülebilir. Bundan elektron kırınım görüntüleri elde edilebilir. Bu görüntüyü kullanarak numunenin kristal yapısını analiz edebilirsiniz.
Enerji Filtreli Transmisyon Elektron Mikroskobu'nda (EFTEM), insanlar numuneden geçerken elektronların hız değişimini ölçer. Bundan, numune içindeki kimyasal elementlerin dağılımı gibi numunenin kimyasal bileşimini çıkarabiliriz.
Elektron Mikroskobu Geliştirme Kursu
1931'de Almanya'dan M. Noel ve E. Ruska, yüksek voltajlı bir osiloskopu soğuk katot deşarjlı elektron kaynağı ve üç elektron merceği ile modifiye ederek on kattan fazla büyütülmüş görüntüler elde etti. Bir elektron mikroskobu ile büyütme görüntüleme olasılığını doğrulayan bir transmisyon elektron mikroskobu icat ettiler. 1932'de Ruska'nın geliştirmesinden sonra, elektron mikroskobunun çözünürlük yeteneği 50 nanometreye ulaştı; bu, o zamanki optik mikroskobun çözünürlük yeteneğinin yaklaşık on katıydı ve optik mikroskobun çözünürlük sınırını aştı. Bu nedenle elektron mikroskobu ilgi görmeye başladı. 1940'larda Amerika Birleşik Devletleri'nden Hill, elektron merceğinin dönme asimetrisini telafi etmek için bir astigmatizör kullandı, elektron mikroskobunun çözünürlüğünde yeni bir atılım yaptı ve yavaş yavaş modern bir düzeye ulaştı. Çin'de 1958'de 3 nanometre çözünürlüğe sahip bir transmisyon elektron mikroskobu başarıyla geliştirildi. 1979'da 0.3 nanometre çözünürlüğe sahip büyük bir elektron mikroskobu geliştirildi.
Elektron mikroskobunun yapım prensibi
Elektron mikroskobu bir mercek varili, bir vakum sistemi ve bir güç kabininden oluşur. Mercek namlusu temel olarak bir elektron tabancası, bir elektron merceği, bir numune tutucu, bir flüoresan ekran ve bir fotoğraf mekanizması gibi bileşenleri içerir. Bu bileşenler genellikle yukarıdan aşağıya bir sütun halinde birleştirilir; Vakum sistemi, mekanik bir vakum pompası, bir difüzyon pompası, bir vakum valfi vb. içerir ve bir hava çıkarma borusu aracılığıyla mercek çerçevesine bağlanır; Güç kabini, bir yüksek voltaj jeneratörü, bir uyarma akımı dengeleyici ve çeşitli ayar ve kontrol ünitelerinden oluşur.
Elektron merceği, bir elektron mikroskobunun mercek namlusundaki en önemli bileşendir. Bir odak oluşturmak için elektron yörüngesini eksene doğru bükmek için mercek namlusunun eksenine simetrik bir uzamsal elektrik veya manyetik alan kullanır. İşlevi, ışık demetini odaklamak için bir cam dışbükey merceğinkine benzer, bu nedenle elektron merceği olarak adlandırılır. Modern elektron mikroskoplarının çoğu, kutup pabuçlu bir bobinden akan kararlı bir DC uyarma akımı tarafından üretilen güçlü bir manyetik alana sahip elektronları odaklayan elektromanyetik lensler kullanır.
Elektron tabancası, bir tungsten tel sıcak katot, bir geçit elektrodu ve bir katottan oluşan bir bileşendir. Düzgün bir hızla bir elektron ışını yayabilir ve oluşturabilir, bu nedenle ivme voltajının kararlılığının 1/10000'den az olmaması gerekir.
