اصول ترکیب میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ الکترونی از سه قسمت تشکیل شده است: بشکه آینه، سیستم خلاء و کابینت برق. بشکه لنز عمدتا دارای تفنگ الکترونی، لنز الکترونی، نگهدارنده نمونه، صفحه نمایش فلورسنت و مکانیسم دوربین و سایر اجزا است، این اجزا معمولاً از بالا به پایین در یک ستون مونتاژ می شوند. سیستم خلاء شامل پمپ خلاء مکانیکی، پمپ انتشار و شیر خلاء و از طریق لوله پمپاژ متصل به بشکه لنز است. کابینت منبع تغذیه شامل یک ژنراتور ولتاژ بالا، تنظیم کننده جریان تحریک و انواع واحد کنترل تنظیمی است.
عدسی الکترونی مهمترین بخش بشکه میکروسکوپ الکترونی است، متقارن با محور بشکه میدان الکتریکی فضا یا میدان مغناطیسی است به طوری که الکترون به سمت محور تشکیل تمرکز نقش شیشه ای حرکت می کند. عدسی محدب برای ایجاد نقش باریکه نور متمرکز مانند نقش شیشه است، بنابراین به آن عدسی الکترونی می گویند. اکثر میکروسکوپ‌های الکترونی مدرن از عدسی‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند که توسط یک جریان تحریک DC بسیار پایدار از طریق سیم‌پیچ با یک کفشک قطبی تولید شده توسط میدان مغناطیسی قوی برای متمرکز کردن الکترون‌ها استفاده می‌شود.
تفنگ الکترونی یک جزء متشکل از یک کاتد داغ تنگستن، یک دروازه و یک کاتد است. از خود ساطع می کند و یک پرتو الکترونی با سرعت یکنواخت تشکیل می دهد، بنابراین پایداری ولتاژ شتاب دهنده لازم است که کمتر از یک قسمت در ده هزار نباشد.
میکروسکوپ های الکترونی را می توان با توجه به ساختار و کاربردشان به میکروسکوپ های الکترونی عبوری، میکروسکوپ های الکترونی روبشی، میکروسکوپ های الکترونی بازتابی و میکروسکوپ های الکترونی گسیلی تقسیم کرد. میکروسکوپ الکترونی عبوری اغلب برای مشاهده کسانی که با میکروسکوپ معمولی قادر به تشخیص ساختار خوب مواد نیستند استفاده می شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی عمدتاً برای مشاهده مورفولوژی سطوح جامد استفاده می شود، اما همچنین با پراش اشعه ایکس یا طیف سنج الکترونی ترکیب می شود تا میکروسکوپ الکترونی توسط نمونه اتم ها به پراکندگی پرتو الکترونی تشکیل شود. قسمت‌های نازک‌تر یا چگال‌تر نمونه، پراکندگی کمتری از پرتو الکترونی دارند، به طوری که الکترون‌های بیشتری از نوار نوری عدسی شیئی عبور می‌کنند و در تصویربرداری شرکت می‌کنند و در تصویر درخشان‌تر ظاهر می‌شوند. برعکس، قسمت های ضخیم تر یا متراکم تر نمونه در تصویر تیره تر به نظر می رسند. اگر نمونه خیلی ضخیم یا متراکم باشد، کنتراست تصویر بدتر می شود و حتی می تواند با جذب انرژی از پرتو الکترونی آسیب ببیند یا از بین برود.
موارد استفاده از میکروسکوپ های الکترونی
میکروسکوپ های الکترونی را می توان با توجه به ساختار و کاربردشان به میکروسکوپ های الکترونی عبوری، میکروسکوپ های الکترونی روبشی، میکروسکوپ های الکترونی بازتابی و میکروسکوپ های الکترونی گسیلی تقسیم کرد. میکروسکوپ الکترونی عبوری اغلب برای مشاهده کسانی که با میکروسکوپ معمولی قادر به تشخیص ساختار خوب مواد نیستند استفاده می شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی عمدتاً برای مشاهده مورفولوژی سطح جامد استفاده می شود، اما همچنین با پراش اشعه ایکس یا طیف سنج الکترونی ترکیب شده برای تشکیل ریزپروب الکترونی که برای تجزیه و تحلیل ترکیب مواد استفاده می شود. میکروسکوپ الکترونی گسیلی برای مطالعه سطح خود گسیلی الکترون ها.
