Elektron mikroskoplarının sınıflandırma yöntemleri ve kategorileri
Elektron mikroskopları yapılarına ve kullanım alanlarına göre transmisyon elektron mikroskopları, taramalı elektron mikroskopları, yansıma elektron mikroskopları ve emisyon elektron mikroskopları olarak ayrılabilir.
Transmisyon elektron mikroskopları genellikle sıradan mikroskoplarla ayırt edilemeyen çok küçük malzeme yapılarını gözlemlemek için kullanılır; taramalı elektron mikroskopları esas olarak katı yüzeylerin morfolojisini gözlemlemek için kullanılır ve ayrıca elektron oluşturmak için X-ışını difraktometreleri veya elektron enerji spektrometreleri ile birleştirilebilir. Mikroproblar malzeme bileşimi analizi için kullanılır; Kendiliğinden yayılan elektron yüzeylerinin incelenmesi için emisyon elektron mikroskopları kullanılır.
Transmisyon elektron mikroskobu
Adını, elektron ışınının numuneye nüfuz etmesi ve ardından görüntüyü görüntülemek ve büyütmek için bir elektron merceği kullanması nedeniyle almıştır. Işık yolu optik mikroskobunkine benzer ve doğrudan bir numunenin projeksiyonunu elde edebilir. Objektif merceğin mercek sistemini değiştirerek, mercek merceğinin odak noktasındaki görüntü doğrudan büyütülebilir. Bundan elektron kırınım görüntüleri elde edilebilir. Bu görüntü numunenin kristal yapısını analiz etmek için kullanılabilir. Bu tip elektron mikroskobunda görüntü detaylarının kontrastı, elektron ışınının numunenin atomları tarafından saçılmasıyla oluşur. Elektronların numune içerisinden geçmesi gerektiğinden numunenin çok ince olması gerekir. Numunenin kalınlığı, numuneyi oluşturan atomların atom ağırlıkları, elektronların hızlandırıldığı voltaj ve istenen çözünürlük ile belirlenir. Numunenin kalınlığı birkaç nanometreden birkaç mikrometreye kadar değişebilir. Atom ağırlığı ne kadar yüksek ve voltaj ne kadar düşük olursa numune o kadar ince olmalıdır. Numunenin daha ince veya daha düşük yoğunluklu kısmı daha az elektron ışını saçılımına sahiptir, dolayısıyla daha fazla elektron objektif mercek açıklığından geçerek görüntülemeye katılarak görüntünün daha parlak görünmesini sağlar. Tersine, numunenin daha kalın veya daha yoğun kısımları görüntüde daha koyu görünecektir. Numunenin çok kalın veya yoğun olması halinde görüntünün kontrastı bozulacak ve hatta elektron ışınının enerjisinin emilmesiyle zarar görebilir veya yok edilebilir.
Bir transmisyon elektron mikroskobunun çözünürlüğü {{0}}.1~0.2 nm'dir ve büyütme on binlerce ila yüz binlerce kat arasındadır. Elektronlar nesneler tarafından kolayca saçıldığı veya absorbe edildiği için nüfuz etme gücü düşüktür ve daha ince ultra ince kesitlerin hazırlanması gerekir (genellikle 50 ila 100 nm).
Transmisyon elektron mikroskobu namlusunun üst kısmı bir elektron tabancasıdır. Elektronlar tungsten filament sıcak katottan yayılır ve elektron ışınını odaklamak için birinci ve ikinci yoğunlaştırıcılardan geçer. Elektron ışını numuneden geçtikten sonra, objektif mercek tarafından ara ayna üzerinde görüntülenir ve daha sonra ara ayna ve projeksiyon aynası tarafından kademeli olarak güçlendirilir ve floresan ekranda veya kuru fotoğraf plakasında görüntülenir. Ara ayna esas olarak uyarma akımını ayarlar ve büyütme, düzinelerce kattan yüzbinlerce kata kadar sürekli olarak değiştirilebilir. Ara aynanın odak uzunluğunu değiştirerek, aynı numunenin çok küçük parçaları üzerinde elektron mikroskobu görüntüleri ve elektron kırınım görüntüleri elde edilebilir. .
taramalı elektron mikroskobu
Taramalı elektron mikroskobunun elektron ışını numunenin içinden geçmez, elektron ışınını mümkün olduğu kadar numunenin yalnızca küçük bir alanına odaklar ve ardından numuneyi satır satır tarar. Gelen elektronlar, ikincil elektronların numune yüzeyinden uyarılmasına neden olur. Mikroskobun gözlemlediği şey, her noktadan dağılan elektronlardır. Numunenin yanına yerleştirilen sintilasyon kristali bu ikincil elektronları alır ve bunları resim tüpünün elektron ışın yoğunluğunu modüle edecek şekilde güçlendirir, böylece resim tüpünün floresan ekranının parlaklığını değiştirir. Görüntü, numunenin yüzey yapısını yansıtan üç boyutlu bir görüntüdür. Resim tüpünün saptırma bobini, numune yüzeyindeki elektron ışınıyla senkronize olarak taramayı sürdürür, böylece resim tüpünün floresan ekranı, endüstriyel televizyonun çalışma prensibine benzer şekilde numune yüzeyinin topografik görüntüsünü gösterir. Böyle bir mikroskopta elektronların numune üzerinden iletilmesi gerekmediğinden, hızlandırıldıkları voltajın çok yüksek olması gerekmez.
Taramalı elektron mikroskobunun çözünürlüğü esas olarak numune yüzeyindeki elektron ışınının çapına göre belirlenir. Büyütme, resim tüpündeki tarama genliğinin örnek üzerindeki tarama genliğine oranıdır ve sürekli olarak düzinelerce kattan yüzbinlerce kata kadar değişebilir. Taramalı elektron mikroskopları çok ince numuneler gerektirmez; görüntülerin güçlü bir üç boyutlu etkisi var; Maddelerin bileşimini analiz etmek için elektron ışınları ve maddeler arasındaki etkileşimin ürettiği ikincil elektronlar, soğurma elektronları ve X ışınları gibi bilgileri kullanabilirler.
Taramalı elektron mikroskoplarının yapısı elektronlar ve madde arasındaki etkileşime dayanmaktadır. Yüksek enerjili bir elektron demeti bir malzemenin yüzeyini bombardıman ettiğinde, uyarılmış alan ikincil elektronlar, Auger elektronları, karakteristik X-ışınları ve sürekli spektrumlu X-ışınları, geri saçılan elektronlar, iletilen elektronlar ve görünür, morötesi ve morötesi ışınlar üretecektir. kızılötesi ışık. Bölgede üretilen elektromanyetik radyasyon. Aynı zamanda elektron-delik çiftleri, kafes titreşimleri (fononlar) ve elektron salınımları (plazma) da üretilebilir.
