Komposisi mikroskop elektron
Komposisi mikroskop elektron
Komponen utama ialah:
Sumber elektron: Katod yang membebaskan elektron bebas, dan anod berbentuk cincin yang mempercepatkan elektron. Perbezaan voltan antara katod dan anod mestilah sangat tinggi, biasanya antara beribu-ribu volt dan 3 juta volt.
Elektron: Digunakan untuk memfokus elektron. Secara amnya, kanta magnet digunakan, dan kadangkala kanta elektrostatik digunakan. Fungsi kanta elektron adalah sama seperti kanta optik dalam mikroskop optik. Fokus kanta optik adalah tetap, manakala fokus kanta elektronik boleh dilaraskan, jadi mikroskop elektronik tidak mempunyai sistem kanta alih seperti mikroskop optik.
Peranti vakum: Peranti vakum yang digunakan untuk mengekalkan keadaan vakum dalam mikroskop, supaya elektron tidak diserap atau terpesong dalam laluannya.
Rak sampel: Sampel boleh diletakkan secara stabil pada rak sampel. Di samping itu, selalunya terdapat peranti yang boleh digunakan untuk menukar sampel (seperti menggerakkan, berputar, memanaskan, menyejukkan, meregangkan, dll.).
Pengesan: Isyarat atau isyarat sekunder yang digunakan untuk mengumpul elektron. Unjuran sampel boleh diperoleh secara langsung menggunakan mikroskop elektron penghantaran (TEM). Dalam mikroskop ini, elektron melalui sampel, jadi sampel mestilah sangat nipis. Berat atom bagi atom yang membentuk sampel, voltan elektron yang memecut, dan resolusi yang dikehendaki menentukan ketebalan sampel. Ketebalan sampel boleh berkisar dari beberapa nanometer hingga beberapa mikron. Semakin tinggi berat atom dan semakin rendah voltan, semakin nipis sampel mestilah.
Dengan menukar sistem kanta kanta objektif, seseorang boleh terus membesarkan imej titik fokus kanta objektif. Daripada ini seseorang boleh mendapatkan imej pembelauan elektron. Menggunakan imej ini boleh menganalisis struktur kristal sampel.
Dalam Mikroskop Elektron Transmisi Penapis Tenaga (EFTEM), orang mengukur perubahan kelajuan elektron semasa mereka melalui sampel. Daripada ini, kita boleh membuat kesimpulan komposisi kimia sampel, seperti taburan unsur kimia dalam sampel.
Kursus Perkembangan Mikroskop Elektron
Pada tahun 1931, M. Noel dan E. Ruska dari Jerman mengubah suai osiloskop voltan tinggi dengan sumber elektron nyahcas katod sejuk dan tiga kanta elektron, dan memperoleh imej yang dibesarkan lebih daripada sepuluh kali ganda. Mereka mencipta mikroskop elektron penghantaran, mengesahkan kemungkinan pengimejan pembesaran oleh mikroskop elektron. Pada tahun 1932, selepas penambahbaikan Ruska, keupayaan resolusi mikroskop elektron mencapai 50 nanometer, kira-kira sepuluh kali keupayaan resolusi mikroskop optik pada masa itu, melanggar had resolusi mikroskop optik. Oleh itu, mikroskop elektron mula mendapat perhatian. Pada tahun 1940-an, Hill of Amerika Syarikat menggunakan astigmatizer untuk mengimbangi asimetri putaran kanta elektron, membuat penemuan baru dalam resolusi mikroskop elektron dan secara beransur-ansur mencapai tahap moden. Di China, mikroskop elektron penghantaran dengan resolusi 3 nanometer telah berjaya dibangunkan pada tahun 1958. Pada tahun 1979, mikroskop elektron besar dengan resolusi 0.3 nanometer telah dibangunkan.
Prinsip pembinaan mikroskop elektron
Mikroskop elektron terdiri daripada tong kanta, sistem vakum, dan kabinet kuasa. Tong kanta terutamanya termasuk komponen seperti pistol elektron, kanta elektron, pemegang sampel, skrin pendarfluor dan mekanisme fotografi. Komponen ini biasanya dipasang ke dalam lajur dari atas ke bawah; Sistem vakum terdiri daripada pam vakum mekanikal, pam resapan, injap vakum, dsb., dan disambungkan ke tong kanta melalui paip pengekstrakan udara; Kabinet kuasa terdiri daripada penjana voltan tinggi, penstabil arus pengujaan, dan pelbagai unit pelarasan dan kawalan.
Kanta elektron adalah komponen terpenting dalam tong kanta mikroskop elektron. Ia menggunakan medan elektrik atau magnet spatial yang simetri kepada paksi tong kanta untuk membengkokkan trajektori elektron ke arah paksi untuk membentuk fokus. Fungsinya adalah serupa dengan kanta cembung kaca untuk memfokuskan pancaran cahaya, jadi ia dipanggil kanta elektron. Kebanyakan mikroskop elektron moden menggunakan kanta elektromagnet, yang memfokuskan elektron dengan medan magnet yang kuat yang dihasilkan oleh arus pengujaan DC yang stabil yang mengalir melalui gegelung dengan kasut tiang.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri daripada katod panas dawai tungsten, elektrod gerbang, dan katod. Ia boleh memancarkan dan membentuk rasuk elektron dengan halaju seragam, jadi kestabilan voltan pecutan diperlukan tidak kurang daripada 1/10000.
