Hvordan er bildeprinsippene for skanningselektronmikroskopi og transmisjonselektronmikroskopi forskjellige
Skanneelektronmikroskopi involverer hovedsakelig sekundær elektronavbildning etter elektronstrålebestråling på prøven, mens det lyse feltbildet til transmisjonselektronmikroskopi er transmisjonselektronavbildning.
Elektronmikroskop, forkortet til elektronmikroskop, har blitt et uunnværlig og viktig verktøy innen moderne vitenskap og teknologi etter mer enn femti års utvikling.
Elektronmikroskopet består av tre deler: et speilrør, en vakuumanordning og et strømskap.
Linsehylsen består hovedsakelig av elektroniske kilder, elektroniske linser, prøvestativer, fluorescerende skjermer og detektorer, som vanligvis er satt sammen i en kolonne fra topp til bunn.
Elektroniske linser brukes til å fokusere elektroner og er den viktigste komponenten i røret til et elektronmikroskop. Magnetiske linser brukes vanligvis, og noen ganger brukes også elektrostatiske linser. Den bruker et romlig elektrisk eller magnetisk felt som er symmetrisk til aksen til speilrøret for å bøye elektronbanen mot aksen, og danner et fokus. Dens funksjon er den samme som en optisk linse (konveks linse) i et optisk mikroskop for å fokusere lysstrålen, så det kalles en elektronlinse. Fokuset til en optisk linse er fast, mens fokuset til en elektronlinse kan justeres, slik at et elektronmikroskop ikke har et bevegelig linsesystem som et optisk mikroskop. De fleste moderne elektronmikroskoper bruker elektromagnetiske linser, som fokuserer elektroner gjennom et sterkt magnetfelt generert av en stabil DC-eksitasjonsstrøm som går gjennom en spole med polsko. Elektronkilden er sammensatt av en katode som frigjør frie elektroner, en port og en anode som akselererer elektroner i et sirkulært mønster. Spenningsforskjellen mellom katoden og anoden må være svært høy, typisk mellom tusenvis av volt og 3 millioner volt. Den kan sende ut og danne elektronstråler med jevn hastighet, så stabiliteten til akselerasjonsspenningen kreves ikke mindre enn en tusendel.
Prøven kan plasseres stabilt på prøvestativet, og det er ofte enheter som kan brukes til å endre prøven (som flytting, rotering, oppvarming, avkjøling, strekking, etc.).
Hvorfor bruke en fluorescerende skjerm? Fordi elektronstrålen ikke kan sees med det blotte øye, er det nødvendig å bruke en fluorescerende skjerm for å gjøre elektronstrålen om til en synlig lyskilde for å danne et bilde som kan sees av øynene.
Detektorer brukes til å samle elektroniske signaler eller sekundære signaler.
Elektronstrålen til et skanningselektronmikroskop passerer ikke gjennom prøven, fokuserer bare elektronstrålen så mye som mulig på et lite område av prøven, og skanner deretter prøven rad for rad. De innfallende elektronene får prøveoverflaten til å bli eksitert med sekundære elektroner. Mikroskopet observerer elektronene spredt fra hvert punkt. Scintillasjonskrystallen plassert ved siden av prøven mottar disse sekundære elektronene, og modulerer elektronstråleintensiteten til bilderøret etter forsterkning, og endrer dermed lysstyrken til den fluorescerende skjermbildet. Bildet er et tredimensjonalt bilde som gjenspeiler overflatestrukturen til prøven. Avbøyningsspolen til bilderøret er synkronisert med elektronstrålen på prøveoverflaten for skanning, slik at den fluorescerende skjermen til bilderøret viser morfologibildet til prøveoverflaten, som ligner arbeidsprinsippet til industriell fjernsyn. På grunn av det faktum at elektroner i et slikt mikroskop ikke trenger å sende gjennom prøven, trenger ikke spenningen som elektronene akselererer å være veldig høy.
Oppløsningen til et skanningselektronmikroskop avhenger hovedsakelig av diameteren til elektronstrålen på overflaten av prøven. Forstørrelsen er forholdet mellom skanningsamplituden på bilderøret og skanningsamplituden på prøven, som kontinuerlig kan endres fra titalls ganger til hundretusenvis av ganger. Skanneelektronmikroskopi krever ikke veldig tynne prøver; Bilder har en sterk følelse av stereoskopi; Den kan analysere sammensetningen av stoffer ved å bruke informasjon som sekundære elektroner, absorberte elektroner og røntgenstråler generert av samspillet mellom elektronstråler og stoffer.
Produksjonen av skanningselektronmikroskopi er basert på samspillet mellom elektroner og materie. Når en høyenergi menneskelig elektronstråle bombarderer overflaten til et stoff, vil det eksiterte området generere sekundære elektroner, Auger-elektroner, karakteristiske og kontinuerlige røntgenstråler, tilbakespredte elektroner, transmitterte elektroner og elektromagnetisk stråling i det synlige, ultrafiolette og infrarøde områder. Samtidig kan elektronhullpar, gittervibrasjoner (fononer) og elektronoscillasjoner (plasma) også genereres.
