Jenis Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron boleh dibahagikan kepada mikroskop elektron penghantaran, mikroskop elektron pengimbasan, mikroskop elektron pantulan, dan mikroskop elektron pelepasan mengikut struktur dan kegunaannya.
Mikroskop elektron penghantaran sering digunakan untuk memerhati struktur bahan halus yang tidak dapat diselesaikan oleh mikroskop biasa;
Mikroskop elektron pengimbasan digunakan terutamanya untuk memerhati morfologi permukaan pepejal, dan juga boleh digabungkan dengan difraktometer sinar-X atau spektrometer tenaga elektron untuk membentuk mikroprob elektronik untuk analisis komposisi bahan;
Mikroskopi elektron pancaran digunakan untuk mengkaji permukaan elektron pemancar sendiri.
(1) Mikroskop elektron penghantaran
Komponen mikroskop elektron penghantaran (TEM) termasuk:
1. Pistol elektron: memancarkan elektron, terdiri daripada katod, grid dan anod.
2. Kanta pemeluwap: Ia adalah kanta elektronik, yang menumpukan pancaran elektron dan boleh digunakan untuk mengawal keamatan pencahayaan dan sudut apertur.
3. Ruang sampel: letakkan sampel untuk diperhatikan, dan dilengkapi dengan meja berputar untuk menukar sudut sampel, serta dilengkapi dengan pemanasan, penyejukan dan peralatan lain.
4. Kanta objektif: Ia adalah kanta jarak dekat dengan pembesaran tinggi, dan fungsinya adalah untuk membesarkan imej elektronik. Kanta objektif adalah kunci untuk menentukan kuasa penyelesaian dan kualiti pengimejan mikroskop elektron penghantaran.
5. Cermin perantaraan: Ia adalah kanta lemah dengan pembesaran berubah-ubah, dan fungsinya adalah untuk membesarkan semula imej elektronik. Dengan melaraskan arus cermin perantaraan, imej atau corak pembelauan elektron objek boleh dipilih untuk penguatan.
6. Cermin penghantaran: Ia adalah kanta kuat pembesaran tinggi, yang digunakan untuk membesarkan lagi imej perantaraan selepas pembesaran kedua dan kemudian membentuk imej pada skrin pendarfluor.
7. Pam vakum sekunder: vakum ruang sampel.
8. Peranti kamera: digunakan untuk merakam imej. Oleh kerana elektron mudah diserak atau diserap oleh objek, kuasa penembusan adalah rendah, dan ketumpatan dan ketebalan sampel akan menjejaskan kualiti pengimejan akhir. Bahagian ultranipis yang lebih nipis mesti disediakan, biasanya 50-100 nm.
Oleh itu, sampel perlu diproses dengan sangat nipis apabila diperhatikan dengan mikroskop elektron penghantaran. Biasanya disediakan dengan keratan nipis atau beku etsa:
(1) Kaedah hirisan nipis
Sampel biasanya tetap dengan asid osmik dan glutaraldehid, tertanam dengan resin epoksi, dan dihiris oleh pengembangan haba atau pendorongan lingkaran. Ketebalan kepingan ialah 20-50 nm, dan diwarnai dengan garam logam berat untuk meningkatkan kontras.
(2) Kaedah beku beku juga dikenali sebagai kaedah patah beku
Selepas spesimen dibekukan dalam ais kering pada -100 darjah atau nitrogen cecair pada -196 darjah, spesimen telah dipotong dengan cepat menggunakan pisau sejuk. Selepas spesimen patah dipanaskan, ais menyublim serta-merta di bawah keadaan vakum, mendedahkan struktur patah, yang dipanggil etsa. Selepas etsa selesai, lapisan platinum terwap disembur pada sudut 45o ke bahagian, dan lapisan karbon disembur pada sudut 90o untuk meningkatkan kontras dan kekuatan. Sampel kemudiannya dicerna dengan larutan natrium hipoklorit, dan filem karbon dan platinum dikupas, yang dipanggil filem kompleks, yang boleh mendedahkan morfologi permukaan terukir spesimen. Imej yang diperolehi di bawah mikroskop elektron mewakili struktur pada permukaan patah sel dalam spesimen.
(2) Mengimbas mikroskop elektron
Mikroskop elektron pengimbasan (SEM) dikeluarkan pada tahun 1960-an, dan peleraian boleh mencapai 6-10 nm pada masa ini.
Prinsip kerjanya ialah pancaran elektron tertumpu halus yang dipancarkan oleh pistol elektron mengenai sampel melalui kanta pemeluwap dua peringkat, gegelung pesongan dan kanta objektif, mengimbas permukaan sampel dan merangsang elektron sekunder. Jumlah elektron sekunder yang dihasilkan adalah berkaitan dengan sudut kejadian rasuk elektron, iaitu berkaitan dengan struktur permukaan sampel. Selepas elektron sekunder dikumpulkan oleh pengesan, ia ditukar menjadi isyarat optik oleh scintillator, dan kemudian ditukar menjadi isyarat elektrik oleh tiub photomultiplier dan penguat untuk mengawal keamatan pancaran elektron pada skrin pendarfluor, dan memaparkan imej pengimbasan disegerakkan dengan pancaran elektron. Imej adalah imej tiga dimensi, mencerminkan struktur permukaan spesimen.
Sebelum pemeriksaan, spesimen mikroskop elektron pengimbasan perlu diperbaiki, dehidrasi, dan kemudian disembur dengan lapisan zarah logam berat. Logam berat mengeluarkan isyarat elektronik sekunder di bawah pengeboman pancaran elektron.
