Vrste elektronskih mikroskopa
Elektronski mikroskopi se mogu podijeliti na transmisione elektronske mikroskope, skenirajuće elektronske mikroskope, refleksione elektronske mikroskope i emisione elektronske mikroskope prema njihovoj strukturi i namjeni.
Transmisioni elektronski mikroskopi se često koriste za posmatranje finih struktura materijala koje se ne mogu razlučiti običnim mikroskopima;
Skenirajući elektronski mikroskopi se uglavnom koriste za posmatranje morfologije čvrstih površina, a takođe se mogu kombinovati sa rendgenskim difraktometrima ili spektrometrima elektronske energije kako bi se formirale elektronske mikrosonde za analizu sastava materijala;
Emisiona elektronska mikroskopija se koristi za proučavanje samoemitujućih elektronskih površina.
(1) Transmisioni elektronski mikroskop
Komponente transmisionog elektronskog mikroskopa (TEM) uključuju:
1. Elektronski top: emituje elektrone, sastavljen od katode, rešetke i anode.
2. Kondenzatorska sočiva: To je elektronsko sočivo, koje koncentriše elektronski snop i može se koristiti za kontrolu intenziteta osvjetljenja i ugla otvora blende.
3. Komora za uzorke: postavlja uzorak koji se posmatra, i opremljena je rotirajućim stolom za promjenu ugla uzorka, kao i opremljena grijanjem, hlađenjem i drugom opremom.
4. Objektivna sočiva: To je sočivo kratke udaljenosti sa velikim uvećanjem, a njegova funkcija je da poveća elektronsku sliku. Objektiv je ključ za određivanje snage razlučivanja i kvaliteta slike transmisionog elektronskog mikroskopa.
5. Srednje ogledalo: To je slabo sočivo sa promjenjivim uvećanjem, a njegova funkcija je da ponovno uvećava elektronsku sliku. Podešavanjem struje srednjeg ogledala može se odabrati slika ili uzorak difrakcije elektrona objekta za pojačanje.
6. Transmisiono ogledalo: To je sočivo sa jakim uvećanjem, koje se koristi za dalje povećanje srednje slike nakon drugog uvećanja, a zatim formiranje slike na fluorescentnom ekranu.
7. Sekundarna vakuum pumpa: vakuumirajte komoru za uzorke.
8. Uređaj kamere: koristi se za snimanje slika. Budući da se elektroni lako raspršuju ili ih objekti apsorbiraju, moć prodiranja je niska, a gustoća i debljina uzorka će utjecati na konačni kvalitet slike. Moraju se pripremiti tanji ultratanki rezovi, obično 50-100 nm.
Stoga, uzorak treba obraditi vrlo tanak kada se posmatra transmisijskim elektronskim mikroskopom. Obično se priprema tankim rezanjem ili zamrzavanjem:
(1) Metoda tankih rezova
Uzorak se obično fiksira osmičkom kiselinom i glutaraldehidom, ulije epoksidnom smolom i reže termičkim širenjem ili spiralnim pogonom. Debljina preseka je 20-50 nm i obojena je solima teških metala radi povećanja kontrasta.
(2) Metoda zamrznutog jetkanja poznata i kao metoda smrzavanja
Nakon što su uzorci zamrznuti u suhom ledu na -100 stepeni ili tečnom dušiku na -196 stepenu, uzorci su brzo odsječeni hladnim nožem. Nakon što se slomljeni uzorak zagrije, led se odmah sublimira pod vakuumom, otkrivajući slomljenu strukturu, što se naziva jetkanjem. Nakon što je graviranje završeno, sloj isparene platine se prska pod uglom od 45o u odnosu na presek, a sloj ugljenika se prska pod uglom od 90o radi poboljšanja kontrasta i snage. Uzorak se zatim digestira otopinom natrijevog hipoklorita, a ugljični i platinasti film se oljušti, što se naziva kompleksnim filmom, koji može otkriti morfologiju urezane površine uzorka. Slika dobijena pod elektronskim mikroskopom predstavlja strukturu na slomljenoj površini ćelije u uzorku.
(2) Skenirajući elektronski mikroskop
Skenirajući elektronski mikroskop (SEM) izašao je 1960-ih, a rezolucija trenutno može doseći 6-10 nm.
Njegov princip rada je da fino fokusirani snop elektrona koji emituje elektronski top pogađa uzorak kroz dvostepenu kondenzatorsku leću, otklon zavojnicu i objektiv objektiva, skenira površinu uzorka i pobuđuje sekundarne elektrone. Količina generisanih sekundarnih elektrona povezana je sa upadnim uglom elektronskog snopa, odnosno sa površinskom strukturom uzorka. Nakon što se sekundarni elektroni sakupe od strane detektora, oni se pretvaraju u optičke signale pomoću scintilatora, a zatim se pretvaraju u električne signale pomoću fotomultiplikatorske cijevi i pojačala kako bi se kontrolirao intenzitet elektronskog snopa na fluorescentnom ekranu i prikazala skenirana slika. sinhronizovan sa elektronskim snopom. Slika je trodimenzionalna slika koja odražava površinsku strukturu uzorka.
Prije pregleda, uzorke skenirajućeg elektronskog mikroskopa potrebno je fiksirati, dehidrirati, a zatim poprskati slojem čestica teških metala. Teški metali emituju sekundarne elektronske signale pod bombardovanjem snopa elektrona.
