Keuntungan mikroskop elektron dibandingkan mikroskop optik
Mikroskop elektron adalah instrumen yang menggunakan berkas elektron dan lensa elektron sebagai pengganti berkas cahaya dan lensa optik berdasarkan prinsip optik elektron untuk menggambarkan struktur halus materi pada perbesaran sangat tinggi.
Daya pisah mikroskop elektron dinyatakan dengan kecilnya jarak antara dua titik berdekatan yang dapat diselesaikannya. Pada tahun 1970s, resolusi mikroskop elektron transmisi adalah sekitar 0,3 nanometer (kekuatan penyelesaian mata manusia adalah sekitar 0,1 milimeter). Saat ini, perbesaran maksimum mikroskop elektron melebihi 3 juta kali, sedangkan perbesaran maksimum mikroskop optik adalah sekitar 2,000 kali. Oleh karena itu, atom-atom logam berat tertentu dan kisi atom yang tersusun rapi dalam kristal dapat diamati langsung melalui mikroskop elektron.
Walaupun daya pisah mikroskop elektron jauh lebih baik dibandingkan mikroskop optik, mikroskop elektron perlu bekerja dalam kondisi vakum, sehingga sulit untuk mengamati organisme hidup, dan penyinaran berkas elektron juga dapat menyebabkan kerusakan radiasi pada sampel biologis. Permasalahan lain seperti peningkatan kecerahan senjata elektron dan kualitas lensa elektron juga perlu terus dikaji.
Daya pisah merupakan indikator penting mikroskop elektron, yang berkaitan dengan sudut kerucut datang dan panjang gelombang berkas elektron yang melewati sampel. Panjang gelombang cahaya tampak adalah sekitar 300 hingga 700 nanometer, dan panjang gelombang berkas elektron berhubungan dengan tegangan percepatan. Ketika tegangan percepatan adalah 50 hingga 100 kilovolt, panjang gelombang berkas elektron kira-kira 0,0053 hingga 0,0037 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, daya pisah mikroskop elektron masih jauh lebih unggul daripada panjang gelombang berkas elektron. dari mikroskop optik.
Mikroskop elektron terdiri dari tiga bagian: tabung lensa, sistem vakum dan kabinet listrik. Laras lensa terutama mencakup komponen seperti senapan elektron, lensa elektron, tempat sampel, layar fluoresen, dan mekanisme kamera. Komponen-komponen ini biasanya dirangkai menjadi sebuah silinder dari atas ke bawah; sistem vakum terdiri dari pompa vakum mekanis, pompa difusi, katup vakum, dll., dan dipompa melalui pipa gas yang dihubungkan ke tabung lensa; kabinet daya terdiri dari generator tegangan tinggi, penstabil arus eksitasi, dan berbagai unit kontrol penyesuaian.
Lensa elektron merupakan komponen penting pada laras mikroskop elektron. Ia menggunakan medan listrik spasial atau medan magnet yang simetris dengan sumbu laras untuk membengkokkan lintasan elektron menuju sumbu untuk membentuk fokus. Fungsinya mirip dengan lensa kaca cembung untuk memfokuskan sinar, sehingga disebut lensa elektron. . Kebanyakan mikroskop elektron modern menggunakan lensa elektromagnetik. Medan magnet yang kuat yang dihasilkan oleh arus eksitasi DC yang sangat stabil yang melewati kumparan dengan sepatu kutub memfokuskan elektron.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri dari katoda panas filamen tungsten, kisi-kisi, dan katoda. Ia dapat memancarkan dan membentuk berkas elektron dengan kecepatan yang seragam, sehingga kestabilan tegangan percepatan harus tidak kurang dari sepersepuluh ribu.
Mikroskop elektron dapat dibedakan menjadi mikroskop elektron transmisi, mikroskop elektron pemindaian, mikroskop elektron refleksi, dan mikroskop elektron emisi sesuai dengan struktur dan kegunaannya. Mikroskop elektron transmisi sering digunakan untuk mengamati struktur material kecil yang tidak dapat dibedakan dengan mikroskop biasa; pemindaian mikroskop elektron terutama digunakan untuk mengamati morfologi permukaan padat, dan juga dapat dikombinasikan dengan difraktometer sinar-X atau spektrometer energi elektron untuk membentuk elektron. Mikroprobe digunakan untuk analisis komposisi bahan; mikroskop elektron emisi digunakan untuk mempelajari permukaan elektron yang memancarkan sendiri.
