Komposisi mikroskop elektron
Komposisi mikroskop elektron
Komponen utama dari adalah:
Sumber elektron: Katoda yang melepaskan elektron bebas, dan anoda berbentuk cincin yang mempercepat elektron. Perbedaan tegangan antara katoda dan anoda harus sangat tinggi, biasanya antara ribuan volt dan 3 juta volt.
Elektron: Digunakan untuk memfokuskan elektron. Umumnya, lensa magnetik digunakan, dan terkadang lensa elektrostatis digunakan. Fungsi lensa elektron sama dengan fungsi lensa optik pada mikroskop optik. Fokus lensa optik tetap, sedangkan fokus lensa elektronik dapat diatur, sehingga mikroskop elektronik tidak memiliki sistem lensa bergerak seperti mikroskop optik.
Perangkat vakum: Perangkat vakum yang digunakan untuk mempertahankan keadaan vakum di dalam mikroskop, sehingga elektron tidak diserap atau dibelokkan di jalurnya.
Rak sampel: Sampel dapat ditempatkan secara stabil di rak sampel. Selain itu, seringkali terdapat perangkat yang dapat digunakan untuk mengubah sampel (seperti bergerak, berputar, memanaskan, mendinginkan, meregangkan, dll.).
Detektor: Sinyal atau sinyal sekunder yang digunakan untuk mengumpulkan elektron. Proyeksi sampel dapat langsung diperoleh dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi (TEM). Pada mikroskop ini, elektron melewati sampel, sehingga sampel harus sangat tipis. Berat atom dari atom-atom yang menyusun sampel, voltase elektron yang berakselerasi, dan resolusi yang diinginkan menentukan ketebalan sampel. Ketebalan sampel dapat berkisar dari beberapa nanometer hingga beberapa mikron. Semakin tinggi berat atom dan semakin rendah voltase, sampel harus semakin tipis.
Dengan mengubah sistem lensa lensa obyektif, seseorang dapat langsung memperbesar bayangan titik fokus lensa obyektif. Dari sini dapat diperoleh gambar difraksi elektron. Menggunakan gambar ini dapat menganalisis struktur kristal sampel.
Dalam Energy Filtered Transmission Electron Microscope (EFTEM), orang mengukur perubahan kecepatan elektron saat melewati sampel. Dari sini, kita dapat menyimpulkan komposisi kimia sampel, seperti distribusi unsur kimia di dalam sampel.
Kursus Pengembangan Mikroskop Elektron
Pada tahun 1931, M. Noel dan E. Ruska dari Jerman memodifikasi osiloskop tegangan tinggi dengan sumber elektron pelepasan katoda dingin dan tiga lensa elektron, dan memperoleh gambar yang diperbesar lebih dari sepuluh kali lipat. Mereka menemukan mikroskop elektron transmisi, membenarkan kemungkinan pencitraan pembesaran oleh mikroskop elektron. Pada tahun 1932, setelah perbaikan Ruska, kemampuan resolusi mikroskop elektron mencapai 50 nanometer, sekitar sepuluh kali kemampuan resolusi mikroskop optik saat itu, menembus batas resolusi mikroskop optik. Oleh karena itu, mikroskop elektron mulai mendapat perhatian. Pada tahun 1940-an, Hill dari Amerika Serikat menggunakan astigmatizer untuk mengkompensasi asimetri rotasi lensa elektron, membuat terobosan baru dalam resolusi mikroskop elektron dan secara bertahap mencapai tingkat modern. Di Cina, mikroskop elektron transmisi dengan resolusi 3 nanometer berhasil dikembangkan pada tahun 1958. Pada tahun 1979, mikroskop elektron besar dengan resolusi 0,3 nanometer dikembangkan.
Prinsip konstruksi mikroskop elektron
Mikroskop elektron terdiri dari laras lensa, sistem vakum, dan kabinet daya. Laras lensa terutama mencakup komponen seperti senjata elektron, lensa elektron, tempat sampel, layar fluoresen, dan mekanisme fotografi. Komponen-komponen ini biasanya dirangkai menjadi kolom dari atas ke bawah; Sistem vakum terdiri dari pompa vakum mekanis, pompa difusi, katup vakum, dll., dan dihubungkan ke laras lensa melalui pipa ekstraksi udara; Kabinet daya terdiri dari generator tegangan tinggi, penstabil arus eksitasi, dan berbagai unit penyesuaian dan kontrol.
Lensa elektron adalah komponen terpenting dalam laras lensa mikroskop elektron. Ini menggunakan medan listrik atau magnet spasial yang simetris dengan sumbu laras lensa untuk membengkokkan lintasan elektron ke arah sumbu untuk membentuk fokus. Fungsinya mirip dengan lensa kaca cembung untuk memfokuskan berkas cahaya, sehingga disebut lensa elektron. Sebagian besar mikroskop elektron modern menggunakan lensa elektromagnetik, yang memfokuskan elektron dengan medan magnet kuat yang dihasilkan oleh arus eksitasi DC stabil yang mengalir melalui koil dengan sepatu kutub.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri dari katoda panas kawat tungsten, elektroda gerbang, dan katoda. Itu dapat memancarkan dan membentuk berkas elektron dengan kecepatan seragam, sehingga stabilitas tegangan percepatan diperlukan tidak kurang dari 1/10000.
