Использование электронных микроскопов
Электронные микроскопы можно разделить на просвечивающие электронные микроскопы, сканирующие электронные микроскопы, отражательные электронные микроскопы и эмиссионные электронные микроскопы в зависимости от их конструкции и использования. Просвечивающие электронные микроскопы часто используются для наблюдения за тонкими структурами материалов, которые не могут быть разрешены обычными микроскопами; сканирующие электронные микроскопы в основном используются для наблюдения за морфологией твердых поверхностей, а также могут быть объединены с рентгеновскими дифрактометрами или электронно-энергетическими спектрометрами для формирования электронных микросфер. Они образуются в результате рассеяния электронного луча атомами образца. Более тонкая часть образца или часть образца с более низкой плотностью имеет меньшее рассеяние электронного пучка, поэтому больше электронов проходит через диафрагму объектива и участвует в формировании изображения, а также выглядит на изображении ярче. И наоборот, более толстые или плотные участки образца выглядят на изображении темнее. Если образец слишком толстый или слишком плотный, контрастность изображения ухудшится или даже будет повреждена или разрушена из-за поглощения энергии электронного луча.
Верхняя часть тубуса объектива трансмиссионного электронного микроскопа представляет собой электронную пушку. Электроны испускаются вольфрамовым горячим катодом, а электронные пучки фокусируются первым и вторым конденсаторами. Пройдя через образец, электронный пучок отображается на промежуточном зеркале с помощью объектива, затем шаг за шагом увеличивается через промежуточное зеркало и проекционное зеркало, а затем отображается на флуоресцентном экране или фотокогерентной пластине.
Увеличение промежуточного зеркала может плавно изменяться от десятков до сотен тысяч раз в основном за счет регулировки тока возбуждения; изменяя фокусное расстояние промежуточного зеркала, можно получать электронно-микроскопические изображения и изображения дифракции электронов на крошечных частях одного и того же образца. Для исследования более толстых металлических срезов французская лаборатория электронной оптики Dulos разработала сверхвысоковольтный электронный микроскоп с ускоряющим напряжением 3500 кВ.
Электронный луч сканирующего электронного микроскопа не проходит через образец, а только сканирует и возбуждает вторичные электроны на поверхности образца. Сцинтилляционный кристалл, расположенный рядом с образцом, принимает эти вторичные электроны, усиливает и модулирует интенсивность электронного пучка кинескопа, тем самым изменяя яркость на экране кинескопа. Отклоняющая катушка кинескопа поддерживает синхронное сканирование с электронным лучом на поверхности образца, так что флуоресцентный экран кинескопа отображает топографическое изображение поверхности образца, что аналогично принципу работы промышленного телевизора. .
Разрешение сканирующего электронного микроскопа в основном определяется диаметром электронного луча на поверхности образца. Увеличение — это отношение амплитуды сканирования на кинескопе к амплитуде сканирования на образце, которое может непрерывно изменяться от десятков до сотен тысяч раз. Сканирующая электронная микроскопия не требует очень тонких образцов; изображение обладает сильным трехмерным эффектом; он может использовать такую информацию, как вторичные электроны, поглощенные электроны и рентгеновские лучи, генерируемые взаимодействием электронных пучков и веществ, для анализа состава веществ.
Электронная пушка и конденсор сканирующего электронного микроскопа примерно такие же, как и в просвечивающем электронном микроскопе, но для того, чтобы сделать электронный пучок тоньше, под конденсором добавляются объектив и астигматизатор, а также два набора внутри объектива установлены взаимно перпендикулярные сканирующие лучи. катушка. Камера для образцов под объективом оснащена предметным столиком, который может перемещаться, вращаться и наклоняться.
