Taramalı elektron mikroskobu ve transmisyon elektron mikroskobunun görüntüleme prensipleri nasıl farklıdır?
Taramalı elektron mikroskobu esas olarak numuneye elektron ışını ışınlamasından sonra ikincil elektron görüntülemeyi içerirken, transmisyon elektron mikroskobunun parlak alan görüntüsü transmisyon elektron görüntülemesidir.
Elektron mikroskobu olarak kısaltılan elektron mikroskobu, elli yılı aşkın gelişiminin ardından modern bilim ve teknolojide vazgeçilmez ve önemli bir araç haline gelmiştir.
Elektron mikroskobu üç parçadan oluşur: ayna tüpü, vakum cihazı ve güç kabini.
Mercek çerçevesi temel olarak genellikle yukarıdan aşağıya bir sütun halinde monte edilen elektronik kaynaklar, elektronik mercekler, numune rafları, floresan ekranlar ve dedektörlerden oluşur.
Elektronik mercekler elektronları odaklamak için kullanılır ve elektron mikroskobu tüpündeki en önemli bileşendir. Genellikle manyetik lensler kullanılır, bazen elektrostatik lensler de kullanılır. Elektron yörüngesini eksene doğru bükerek bir odak noktası oluşturmak için ayna tüpünün eksenine simetrik bir uzaysal elektrik veya manyetik alan kullanır. İşlevi, ışık ışınını odaklamak için optik mikroskoptaki optik merceğin (dışbükey mercek) işleviyle aynıdır, bu nedenle buna elektron merceği denir. Optik merceğin odağı sabittir, elektron merceğinin odağı ise ayarlanabilir, dolayısıyla elektron mikroskobu, optik mikroskop gibi hareketli bir mercek sistemine sahip değildir. Çoğu modern elektron mikroskobu, elektronları kutup pabuçlu bir bobinden geçen sabit bir DC uyarma akımı tarafından oluşturulan güçlü bir manyetik alan aracılığıyla odaklayan elektromanyetik lensler kullanır. Elektron kaynağı, serbest elektronları serbest bırakan bir katot, bir kapı ve elektronları dairesel bir düzende hızlandıran bir anottan oluşur. Katot ile anot arasındaki voltaj farkı çok yüksek olmalıdır; tipik olarak binlerce volt ile 3 milyon volt arasında. Düzgün hızda elektron ışınları yayabilir ve oluşturabilir, bu nedenle hızlanma voltajının kararlılığının binde birinden az olmaması gerekir.
Numune, numune rafına sabit bir şekilde yerleştirilebilir ve numuneyi değiştirmek için sıklıkla kullanılabilecek cihazlar (hareket ettirme, döndürme, ısıtma, soğutma, germe vb.) bulunur.
Neden floresan ekran kullanmalısınız? Elektron ışını çıplak gözle görülemediğinden, gözle görülebilecek bir görüntü oluşturmak amacıyla elektron ışınını görünür bir ışık kaynağına dönüştürmek için floresan ekran kullanmak gerekir.
Dedektörler elektronik sinyalleri veya ikincil sinyalleri toplamak için kullanılır.
Taramalı elektron mikroskobunun elektron ışını numunenin içinden geçmez, elektron ışınını yalnızca numunenin küçük bir alanına mümkün olduğu kadar odaklar ve ardından numuneyi satır satır tarar. Gelen elektronlar numune yüzeyinin ikincil elektronlarla uyarılmasına neden olur. Mikroskop her noktadan dağılan elektronları gözlemler. Numunenin yanına yerleştirilen sintilasyon kristali bu ikincil elektronları alır ve amplifikasyondan sonra resim tüpünün elektron ışın yoğunluğunu modüle eder, böylece resim tüpü floresan ekranının parlaklığını değiştirir. Görüntü, numunenin yüzey yapısını yansıtan üç boyutlu bir görüntüdür. Resim tüpünün saptırma bobini, tarama için numune yüzeyindeki elektron ışınıyla senkronize edilir, böylece resim tüpünün floresan ekranı, endüstriyel televizyonun çalışma prensibine benzer şekilde numune yüzeyinin morfoloji görüntüsünü gösterir. Böyle bir mikroskopta elektronların numuneden geçmesi gerekmediği için elektronların hızlandığı voltajın çok yüksek olmasına gerek yoktur.
Taramalı elektron mikroskobunun çözünürlüğü esas olarak numunenin yüzeyindeki elektron ışınının çapına bağlıdır. Büyütme, görüntüleme tüpü üzerindeki tarama genliğinin numune üzerindeki tarama genliğine oranıdır ve sürekli olarak onlarca kattan yüzbinlerce kata kadar değişebilmektedir. Taramalı elektron mikroskobu çok ince numuneler gerektirmez; Görüntüler güçlü bir stereoskopik algıya sahiptir; İkincil elektronlar, emilen elektronlar ve elektron ışınları ile maddeler arasındaki etkileşimin ürettiği X ışınları gibi bilgileri kullanarak maddelerin bileşimini analiz edebilir.
Taramalı elektron mikroskobunun üretimi, elektronlar ve madde arasındaki etkileşime dayanmaktadır. Yüksek enerjili bir insan elektron ışını bir maddenin yüzeyini bombardıman ettiğinde, uyarılmış bölge ikincil elektronlar, Auger elektronları, karakteristik ve sürekli X-ışını, geri saçılan elektronlar, iletilen elektronlar ve görünür, ultraviyole ve elektromanyetik radyasyon üretecektir. kızılötesi bölgeler. Aynı zamanda elektron deliği çiftleri, kafes titreşimleri (fononlar) ve elektron salınımları (plazma) da üretilebilir.
