Gebruik van elektronenmicroscopen
Elektronenmicroscopen kunnen worden onderverdeeld in transmissie-elektronenmicroscopen, scanning-elektronenmicroscopen, reflectie-elektronenmicroscopen en emissie-elektronenmicroscopen op basis van hun structuren en toepassingen. Transmissie-elektronenmicroscopen worden vaak gebruikt om de fijne materiaalstructuren te observeren die niet kunnen worden opgelost door gewone microscopen; scanning-elektronenmicroscopen worden voornamelijk gebruikt om de morfologie van vaste oppervlakken te observeren, en kunnen ook worden gecombineerd met röntgendiffractometers of elektronenenergiespectrometers om elektronische microbolletjes te vormen door de verstrooiing van de elektronenstraal door de atomen van het monster. Het dunnere deel of deel met lagere dichtheid van het monster heeft minder elektronenbundelverstrooiing, zodat meer elektronen door het objectiefdiafragma gaan en deelnemen aan beeldvorming, en helderder in het beeld verschijnen. Omgekeerd lijken dikkere of dichtere delen van het monster donkerder in de afbeelding. Als het monster te dik of te dicht is, zal het contrast van het beeld verslechteren, of zelfs beschadigd of vernietigd worden door de energie van de elektronenbundel te absorberen.
De bovenkant van de lenscilinder van de transmissie-elektronenmicroscoop is een elektronenkanon. De elektronen worden uitgezonden door de hete kathode van wolfraam en de elektronenbundels worden gefocusseerd door de eerste en tweede condensor. Na het passeren van het monster wordt de elektronenbundel afgebeeld op de tussenspiegel door de objectieflens, en vervolgens stap voor stap vergroot door de tussenspiegel en projectiespiegel, en vervolgens afgebeeld op het fluorescerende scherm of de fotocoherente plaat.
De vergroting van de tussenspiegel kan continu worden gewijzigd van tien keer tot honderdduizend keer, voornamelijk door aanpassing van de excitatiestroom; door de brandpuntsafstand van de tussenspiegel te veranderen, kunnen elektronenmicroscopische beelden en elektronendiffractiebeelden worden verkregen op de kleine delen van hetzelfde monster. Om dikkere metalen plakmonsters te bestuderen, ontwikkelde het Franse Dulos Electron Optics Laboratory een ultrahoogspanningselektronenmicroscoop met een versnellingsspanning van 3500 kV.
De elektronenbundel van de scanning-elektronenmicroscoop gaat niet door het monster, maar scant en exciteert alleen secundaire elektronen op het oppervlak van het monster. Het naast het monster geplaatste scintillatiekristal ontvangt deze secundaire elektronen, versterkt en moduleert de intensiteit van de elektronenbundel van de beeldbuis, waardoor de helderheid op het scherm van de beeldbuis verandert. De afbuigspoel van de beeldbuis blijft synchroon scannen met de elektronenstraal op het oppervlak van het monster, zodat het fluorescerende scherm van de beeldbuis het topografische beeld van het monsteroppervlak weergeeft, wat vergelijkbaar is met het werkingsprincipe van een industriële tv .
De resolutie van een rasterelektronenmicroscoop wordt voornamelijk bepaald door de diameter van de elektronenbundel op het monsteroppervlak. De vergroting is de verhouding van de scanamplitude op de beeldbuis tot de scanamplitude op het monster, die continu kan worden gewijzigd van tien keer tot honderdduizend keer. Scanning-elektronenmicroscopie vereist geen zeer dunne monsters; de afbeelding heeft een sterk driedimensionaal effect; het kan informatie gebruiken zoals secundaire elektronen, geabsorbeerde elektronen en röntgenstralen die worden gegenereerd door de interactie van elektronenstralen en stoffen om de samenstelling van stoffen te analyseren.
Het elektronenkanon en de condensorlens van de scanning-elektronenmicroscoop zijn ongeveer hetzelfde als die van de transmissie-elektronenmicroscoop, maar om de elektronenbundel dunner te maken, worden een objectieflens en een astigmatisator toegevoegd onder de condensorlens, en twee sets van binnen de objectieflens zijn onderling loodrechte scanbundels geïnstalleerd. spoel. De monsterkamer onder de objectieflens is uitgerust met een monstertafel die kan bewegen, roteren en kantelen.
