Keunggulan mikroskop elektron dibandingkan mikroskop optik
Mikroskop elektron adalah suatu alat yang menggunakan berkas elektron dan lensa elektron sebagai pengganti berkas cahaya dan lensa optik sesuai dengan prinsip optik elektron, sehingga struktur halus bahan dapat tergambar dengan perbesaran yang sangat tinggi.
Resolusi mikroskop elektron dinyatakan dalam jarak kecil antara dua titik tetangga yang dapat diselesaikan. Pada tahun 1970s, resolusi mikroskop elektron transmisi adalah sekitar 0,3 nanometer (resolusi mata manusia sekitar 0,1 milimeter). Saat ini besar perbesaran mikroskop elektron lebih dari 3 juta kali, sedangkan besar perbesaran mikroskop optik sekitar 2,000 kali, sehingga mikroskop elektron dapat secara langsung mengamati atom dan kristal logam berat tertentu di dalam matriks titik atom yang tersusun rapi.
Pada tahun 1931, Knorr dan Ruska dari Jerman, dengan sumber elektron pelepasan katoda dingin dan tiga lensa elektron memodifikasi osiloskop tegangan tinggi, dan memperoleh perbesaran gambar lebih dari selusin kali, membenarkan kemungkinan pembesaran mikroskop elektron pada gambar tersebut. Tahun 1932, setelah perbaikan Ruska, resolusi mikroskop elektron mencapai 50 nanometer, sekitar 10 kali resolusi mikroskop optik pada saat itu, sehingga mikroskop Elektron mulai mendapat perhatian masyarakat.
Pada tahun 1940s, Hill dari Amerika Serikat menggunakan pendispersi untuk mengkompensasi asimetri rotasi lensa elektron, sehingga daya resolusi mikroskop elektron mendapat terobosan baru, dan secara bertahap mencapai tingkat modern. Di Cina, pada tahun 1958, keberhasilan pengembangan mikroskop elektron transmisi, daya pisahnya sebesar 3 nanometer, pada tahun 1979 membuat daya pisah 0,3 nanometer menjadi mikroskop elektron skala besar.
Walaupun resolusi mikroskop elektron sudah jauh lebih baik dibandingkan mikroskop optik, namun mikroskop elektron perlu bekerja dalam kondisi vakum, sehingga sulit untuk mengamati organisme hidup, dan penyinaran berkas elektron akan membuat sampel biologis menjadi lebih besar. kerusakan iradiasi. Masalah lain seperti kecerahan senjata elektron dan peningkatan kualitas lensa elektron juga perlu terus dipelajari.
Daya pisah merupakan indeks penting mikroskop elektron, yang berkaitan dengan sudut datang kerucut dan panjang gelombang berkas elektron yang melewati sampel. Panjang gelombang cahaya tampak adalah sekitar {{0}} nm, dan panjang gelombang berkas elektron berhubungan dengan tegangan percepatan. Ketika tegangan percepatan adalah 50 hingga 100 kV, panjang gelombang berkas elektron adalah sekitar 0,0053 hingga 0,0037 nm. Karena panjang gelombang berkas elektron jauh lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya tampak, maka meskipun sudut kerucut berkas elektron hanya 1% dari mikroskop optik, resolusi mikroskop elektron masih jauh lebih baik daripada mikroskop optik. .
Mikroskop elektron terdiri dari tiga bagian: tabung cermin, sistem vakum dan kabinet catu daya. Laras terutama memiliki senapan elektron, lensa elektron, tempat sampel, layar fluoresen dan mekanisme kamera serta komponen lainnya, komponen ini biasanya dirangkai dari atas ke bawah menjadi sebuah kolom; sistem vakum terdiri dari pompa vakum mekanis, pompa difusi dan katup vakum, dll., dan melalui pipa pemompaan yang terhubung ke laras cermin; kabinet catu daya terdiri dari generator tegangan tinggi, penstabil arus eksitasi, dan berbagai unit kontrol pengatur.
Lensa elektron merupakan bagian penting dari laras mikroskop elektron, simetris dengan sumbu laras medan listrik ruang atau medan magnet sehingga jalur elektron ke sumbu pembentukan pemfokusan peran kaca cembung Lensa yang berfungsi memfokuskan berkas cahaya mirip dengan peran lensa, sehingga disebut lensa elektron. Kebanyakan mikroskop elektron modern menggunakan lensa elektromagnetik, dengan arus eksitasi DC yang sangat stabil melalui kumparan dengan sepatu kutub yang dihasilkan oleh medan magnet yang kuat untuk memfokuskan elektron.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri dari katoda panas tungsten, gerbang dan katoda. Ia memancarkan dan membentuk berkas elektron dengan kecepatan seragam, sehingga stabilitas tegangan percepatan harus tidak kurang dari satu bagian dalam sepuluh ribu.
Mikroskop elektron dapat dibagi menjadi mikroskop elektron transmisi, mikroskop elektron pemindaian, mikroskop elektron refleksi, dan mikroskop elektron emisi menurut struktur dan kegunaannya. Mikroskop elektron transmisi sering digunakan untuk mengamati mereka yang menggunakan mikroskop biasa tidak dapat membedakan struktur halus bahan; pemindaian mikroskop elektron terutama digunakan untuk mengamati morfologi permukaan padat, tetapi juga dengan difraktometer sinar-X atau spektrometer elektron yang digabungkan untuk membentuk mikroprobe elektron, digunakan untuk analisis komposisi material; mikroskop elektron emisi untuk mempelajari permukaan emisi elektron sendiri.
