Jenis Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron dapat dibagi 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 halus yang tidak dapat diselesaikan dengan mikroskop biasa;
Mikroskop elektron pemindaian terutama digunakan untuk mengamati morfologi permukaan padat, dan juga dapat dikombinasikan dengan difraktometer sinar-X atau spektrometer energi elektron untuk membentuk mikroprobe elektronik untuk analisis komposisi bahan;
Mikroskop elektron emisi digunakan untuk mempelajari permukaan elektron yang memancarkan sendiri.
(1) Mikroskop elektron transmisi
Komponen mikroskop elektron transmisi (TEM) meliputi:
1. Pistol elektron: memancarkan elektron, terdiri dari katoda, kisi, dan anoda.
2. Lensa kondensor: Ini adalah lensa elektronik, yang memusatkan berkas elektron dan dapat digunakan untuk mengontrol intensitas iluminasi dan sudut apertur.
3. Ruang sampel : tempat sampel yang akan diamati, dan dilengkapi dengan meja putar untuk mengubah sudut sampel, serta dilengkapi dengan pemanas, pendingin dan peralatan lainnya.
4. Lensa objektif: Ini adalah lensa jarak pendek dengan perbesaran tinggi, dan fungsinya untuk memperbesar gambar elektronik. Lensa objektif adalah kunci untuk menentukan kekuatan penyelesaian dan kualitas pencitraan mikroskop elektron transmisi.
5. Cermin perantara: Ini adalah lensa lemah dengan perbesaran variabel, dan fungsinya untuk memperbesar kembali gambar elektronik. Dengan menyesuaikan arus cermin perantara, gambar atau pola difraksi elektron objek dapat dipilih untuk amplifikasi.
6. Cermin transmisi: Ini adalah lensa kuat dengan pembesaran tinggi, yang digunakan untuk lebih memperbesar gambar perantara setelah pembesaran kedua dan kemudian membentuk gambar pada layar fluoresen.
7. Pompa vakum sekunder: menyedot ruang sampel.
8. Perangkat kamera: digunakan untuk merekam gambar. Karena elektron mudah dihamburkan atau diserap oleh objek, daya tembusnya rendah, dan kerapatan serta ketebalan sampel akan memengaruhi kualitas pencitraan akhir. Bagian ultrathin yang lebih tipis harus disiapkan, biasanya 50-100 nm.
Oleh karena itu, sampel perlu diproses sangat tipis saat diamati dengan mikroskop elektron transmisi. Biasanya dibuat dengan irisan tipis atau etsa beku:
(1) Metode irisan tipis
Sampel biasanya difiksasi dengan asam osmat dan glutaraldehid, disematkan dengan resin epoksi, dan diiris dengan ekspansi termal atau propulsi spiral. Ketebalan irisan adalah 20-50 nm, dan diwarnai dengan garam logam berat untuk meningkatkan kontras.
(2) Metode etsa beku juga dikenal sebagai metode fraktur beku
Setelah spesimen dibekukan dalam es kering pada -100 derajat atau nitrogen cair pada -196 derajat , spesimen segera dipotong dengan pisau dingin. Setelah spesimen yang retak dipanaskan, es segera menyublim dalam kondisi vakum, memperlihatkan struktur yang retak, yang disebut etsa. Setelah pengetsaan selesai, lapisan platina yang diuapkan disemprotkan pada sudut 45o ke bagian tersebut, dan lapisan karbon disemprotkan pada sudut 90o untuk meningkatkan kontras dan kekuatan. Sampel kemudian dicerna dengan larutan natrium hipoklorit, dan film karbon dan platina dikupas, yang disebut film kompleks, yang dapat mengungkap morfologi permukaan spesimen yang tergores. Gambar yang diperoleh di bawah mikroskop elektron mewakili struktur pada permukaan sel yang retak dalam spesimen.
(2) Memindai mikroskop elektron
Mikroskop elektron pemindaian (SEM) muncul pada 1960-an, dan resolusinya dapat mencapai 6-10 nm saat ini.
Prinsip kerjanya adalah bahwa berkas elektron terfokus halus yang dipancarkan oleh senjata elektron mengenai sampel melalui lensa kondensor dua tahap, koil defleksi dan lensa objektif, memindai permukaan sampel dan membangkitkan elektron sekunder. Jumlah elektron sekunder yang dihasilkan terkait dengan sudut datang berkas elektron, yaitu terkait dengan struktur permukaan sampel. Setelah elektron sekunder dikumpulkan oleh detektor, mereka diubah menjadi sinyal optik oleh sintilator, dan kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh tabung pengganda foto dan penguat untuk mengontrol intensitas berkas elektron pada layar fluoresen, dan menampilkan gambar pemindaian disinkronkan dengan berkas elektron. Gambar adalah gambar tiga dimensi, yang mencerminkan struktur permukaan spesimen.
Sebelum pemeriksaan, spesimen mikroskop elektron pemindaian perlu diperbaiki, didehidrasi, dan kemudian disemprot dengan lapisan partikel logam berat. Logam berat memancarkan sinyal elektronik sekunder di bawah pemboman berkas elektron.
