Keunggulan Mikroskop Elektron dan Mikroskop Optik
Mikroskop elektron adalah instrumen yang didasarkan pada prinsip optik elektronik, yang menggunakan berkas dan lensa elektron, bukan berkas cahaya dan lensa optik, untuk menggambarkan struktur halus materi pada perbesaran sangat tinggi.
Kemampuan resolusi mikroskop elektron diwakili oleh kecilnya jarak antara dua titik berdekatan yang dapat dibedakan. Pada tahun 1970s, resolusi mikroskop elektron transmisi adalah sekitar 0,3 nanometer (resolusi mata manusia sekitar 0,1 milimeter). Saat ini, mikroskop elektron memiliki perbesaran lebih dari 3 juta kali, sedangkan mikroskop optik memiliki perbesaran sekitar 2000 kali. Oleh karena itu, mikroskop elektron dapat secara langsung mengamati kisi atom yang tersusun rapi dari atom dan kristal logam berat tertentu.
Meskipun mikroskop elektron memiliki resolusi yang jauh lebih baik daripada mikroskop optik, mikroskop ini sulit untuk mengamati organisme hidup karena harus bekerja dalam kondisi vakum, dan iradiasi berkas elektron juga dapat menyebabkan kerusakan radiasi pada sampel biologis. Masalah lain, seperti peningkatan kecerahan senjata elektron dan kualitas lensa elektron, juga perlu dipelajari lebih lanjut.
Resolusi merupakan indikator penting mikroskop elektron, yang berkaitan dengan sudut kerucut dan panjang gelombang berkas elektron yang melewati sampel. Panjang gelombang cahaya tampak kira-kira {{0}} nanometer, sedangkan panjang gelombang berkas elektron berhubungan dengan tegangan percepatan. Ketika tegangan percepatan adalah 50-100 kV, panjang gelombang berkas elektron kira-kira 0.0053-00,0037 nanometer. Karena panjang gelombang berkas elektron jauh lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya tampak, meskipun sudut kerucut berkas elektron hanya 1% dari sudut kerucut mikroskop optik, resolusi mikroskop elektron masih jauh. lebih baik dibandingkan mikroskop optik.
Mikroskop elektron terdiri dari tiga bagian: tabung cermin, sistem vakum, dan kabinet listrik. Laras lensa terutama terdiri dari senjata elektronik, lensa elektronik, rak sampel, layar fluoresen, dan mekanisme kamera, yang biasanya dirangkai menjadi kolom dari atas ke bawah; Sistem vakum terdiri dari pompa vakum mekanis, pompa difusi, dan katup vakum, dan dihubungkan ke tabung cermin melalui pipa ekstraksi udara; Kabinet daya terdiri dari generator tegangan tinggi, penstabil arus eksitasi, dan berbagai unit pengatur dan kontrol.
Lensa elektron merupakan komponen penting dalam tabung mikroskop elektron. Ia menggunakan medan listrik atau magnet spasial yang simetris dengan sumbu tabung untuk membengkokkan lintasan elektron menuju sumbu, membentuk fokus. Fungsinya mirip dengan lensa kaca cembung untuk memfokuskan berkas cahaya, sehingga disebut lensa elektron. Kebanyakan mikroskop elektron modern menggunakan lensa elektromagnetik, yang memfokuskan elektron melalui medan magnet kuat yang dihasilkan oleh arus eksitasi DC stabil yang melewati kumparan dengan sepatu tiang.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri dari katoda panas kawat tungsten, gerbang, dan katoda. Ia dapat memancarkan dan membentuk berkas elektron dengan kecepatan seragam, sehingga diperlukan kestabilan tegangan percepatan tidak kurang dari seperseribu.
Berkas elektron dari mikroskop elektron pemindai tidak melewati sampel dan hanya memindai dan menggairahkan elektron sekunder pada permukaan sampel. Kristal kilau yang ditempatkan di samping sampel menerima elektron sekunder ini dan memodulasi intensitas berkas elektron tabung gambar setelah amplifikasi, sehingga mengubah kecerahan layar fluoresen tabung gambar. Kumparan defleksi tabung gambar disinkronkan dengan berkas elektron pada permukaan sampel untuk pemindaian, sehingga layar fluoresen tabung gambar menampilkan gambar morfologi permukaan sampel, yang mirip dengan prinsip kerja televisi industri.
Resolusi mikroskop elektron pemindaian terutama bergantung pada diameter berkas elektron pada permukaan sampel. Perbesaran adalah rasio amplitudo pemindaian pada tabung pencitraan dengan amplitudo pemindaian pada sampel, yang dapat terus berubah dari puluhan kali hingga ratusan ribu kali. Pemindaian mikroskop elektron tidak memerlukan sampel yang sangat tipis; Gambar memiliki kesan stereoskopis yang kuat; Ia dapat menganalisis komposisi zat menggunakan informasi seperti elektron sekunder, elektron yang diserap, dan sinar-X yang dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron dan zat.
Pistol elektron dan kondensor mikroskop elektron pemindaian kira-kira sama dengan mikroskop elektron transmisi, tetapi untuk membuat berkas elektron lebih halus, lensa objektif dan astigmatizer ditambahkan di bawah kondensor, dan dua set lensa yang saling tegak lurus kumparan pemindaian juga dipasang di dalam lensa objektif. Ruang sampel di bawah lensa objektif dilengkapi dengan panggung sampel yang dapat dipindahkan, diputar, dan dimiringkan.
