Komponenter i et elektronmikroskop
Elektronkilde: Det er en katode som frigjør frie elektroner, og en ringformet anode akselererer elektroner. Spenningsforskjellen mellom katoden og anoden må være svært høy, typisk mellom flere tusen volt og tre millioner volt.
Elektroner: Brukes til å fokusere elektroner. Vanligvis brukes magnetiske linser, og noen ganger brukes også elektrostatiske linser. Funksjonen til elektronlinsen er den samme som den optiske linsen i det optiske mikroskopet. Fokuset til den optiske linsen er fast, men fokuset til den elektroniske linsen kan justeres, slik at elektronmikroskopet ikke har et bevegelig linsesystem som et optisk mikroskop.
Vakuumanordning: Vakuumanordningen brukes til å sikre vakuumtilstanden inne i mikroskopet, slik at elektroner ikke vil bli absorbert eller avbøyd på deres vei.
Prøveholder: Prøver kan plasseres stabilt på prøveholderen. I tillegg er det ofte enheter som kan brukes til å endre prøven (som å flytte, rotere, varme, avkjøle, forlenge, etc.).
Detektor: Et signal eller sekundært signal som brukes til å samle elektroner. Projeksjonen av en prøve kan oppnås direkte ved å bruke et transmisjonselektronmikroskop (Transmission Electron Microscopy TEM). Elektroner passerer gjennom prøven i dette mikroskopet, så prøven må være veldig tynn. Atomvekten til atomene som utgjør prøven, spenningen som elektronene akselereres med, og ønsket oppløsning bestemmer tykkelsen på prøven. Tykkelsen på prøven kan variere fra noen få nanometer til noen få mikrometer. Jo høyere atommasse og jo lavere spenning, jo tynnere må prøven være.
Ved å endre objektivsystemets linsesystem kan man direkte forstørre bildet ved objektivets brennpunkt. Fra dette kan man få elektrondiffraksjonsbilder. Ved å bruke dette bildet kan krystallstrukturen til prøven analyseres.
I Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) måler folk endringer i hastigheten til elektroner når de passerer gjennom en prøve. Fra dette kan den kjemiske sammensetningen til prøven utledes, for eksempel fordelingen av kjemiske elementer i prøven.
Bruk av elektronmikroskoper
Elektronmikroskoper kan deles inn i transmisjonselektronmikroskoper, skanningelektronmikroskoper, refleksjonselektronmikroskoper og emisjonselektronmikroskoper i henhold til deres strukturer og bruksområder. Transmisjonselektronmikroskoper brukes ofte for å observere de fine materialstrukturene som ikke kan løses med vanlige mikroskoper; skanningselektronmikroskoper brukes hovedsakelig for å observere morfologien til faste overflater, og kan også kombineres med røntgendiffraktometre eller elektronenergispektrometre for å danne elektroniske mikroprober for materialsammensetningsanalyse; emisjonselektronmikroskopi for studiet av selvemitterende elektronoverflater.
Transmisjonselektronmikroskopet er oppkalt etter at elektronstrålen trenger inn i prøven og deretter forstørrer bildet med elektronlinsen. Dens optiske vei er lik den til et optisk mikroskop. I denne typen elektronmikroskop skapes kontrasten i bildedetaljer ved spredning av elektronstrålen av atomene i prøven. Den tynnere eller lavere tetthetsdelen av prøven har mindre elektronstrålespredning, så flere elektroner passerer gjennom objektivmembranen og deltar i avbildning, og ser lysere ut i bildet. Omvendt ser tykkere eller tettere deler av prøven mørkere ut i bildet. Hvis prøven er for tykk eller for tett, vil kontrasten i bildet forringes, eller til og med bli skadet eller ødelagt ved å absorbere energien til elektronstrålen.
