Cymharu manteision microsgopeg electron a golau
Cynrychiolir pŵer datrys microsgop electron gan y pellter bach rhwng dau bwynt cyfagos y gall eu datrys. Yn y 1970au, roedd gan ficrosgopau electronau trawsyrru gydraniad o tua 0.3 nanometr (mae pŵer datrys y llygad dynol tua 0.1 milimetr). Nawr mae uchafswm chwyddo'r microsgop electron yn fwy na 3 miliwn o weithiau, tra bod chwyddo uchaf y microsgop optegol tua 2000 o weithiau, felly gellir arsylwi'n uniongyrchol ar atomau rhai metelau trwm a'r delltau atomig wedi'u trefnu'n daclus yn y grisial trwy'r microsgop electron. .
Ym 1931, ail-osododd Knorr-Bremse a Ruska o'r Almaen osgilosgop foltedd uchel gyda ffynhonnell electronau rhyddhau cathod oer a thair lensys electron, a chael delwedd wedi'i chwyddo fwy na deg gwaith, a gadarnhaodd y posibilrwydd o ddelweddu chwyddedig electron . Ym 1932, ar ôl gwelliant Ruska, cyrhaeddodd pŵer datrys y microsgop electron 50 nanometr, tua deg gwaith pŵer datrys y microsgop optegol ar yr adeg honno, felly dechreuodd y microsgop electron dderbyn sylw pobl.
Yn yr 194{4}}au, defnyddiodd Hill yn yr Unol Daleithiau astigmatizer i wneud iawn am anghymesuredd cylchdro y lens electron, a wnaeth ddatblygiad newydd ym mhwer datrys y microsgop electron a chyrhaeddodd y lefel fodern yn raddol. Yn Tsieina, datblygwyd microsgop electron trawsyrru yn llwyddiannus ym 1958 gyda chydraniad o 3 nanometr, ac ym 1979 cynhyrchwyd microsgop electron mawr gyda chydraniad o 0.3 nanometr.
Er bod pŵer datrys y microsgop electron yn llawer gwell na phŵer y microsgop optegol, mae'n anodd arsylwi organebau byw oherwydd bod angen i'r microsgop electron weithio o dan amodau gwactod, a bydd arbelydru'r trawst electron hefyd yn achosi'r samplau biolegol i cael eu difrodi gan ymbelydredd. Mae angen astudio materion eraill hefyd, megis gwella disgleirdeb y gwn electron ac ansawdd y lens electron.
Mae pŵer datrys yn ddangosydd pwysig o ficrosgopeg electron, sy'n gysylltiedig ag ongl côn digwyddiad a thonfedd y pelydr electron sy'n mynd trwy'r sampl. Mae tonfedd golau gweladwy tua {{0}} nanometr, tra bod tonfedd trawstiau electron yn gysylltiedig â'r foltedd cyflymu. Pan fo'r foltedd cyflymu yn 50-100 kV, mae tonfedd y pelydr electron tua 0.0053-0.0037 nanometr. Gan fod tonfedd y trawst electron yn llawer llai na thonfedd y golau gweladwy, hyd yn oed os mai dim ond 1 y cant o ongl côn y trawst electron o'r microsgop optegol yw'r donfedd, mae pŵer datrys y microsgop electron yn dal i fod yn llawer gwell na hynny. o'r microsgop optegol.
Mae microsgop electron yn cynnwys tair rhan: casgen lens, system gwactod a chabinet cyflenwad pŵer. Mae'r gasgen lens yn bennaf yn cynnwys gynnau electron, lensys electron, deiliaid sampl, sgriniau fflwroleuol, a mecanweithiau camera. Mae'r cydrannau hyn fel arfer yn cael eu cydosod i golofn o'r top i'r gwaelod; mae'r system gwactod yn cynnwys pympiau gwactod mecanyddol, pympiau tryledu, a falfiau gwactod. Mae'r biblinell nwy yn gysylltiedig â'r gasgen lens; mae'r cabinet pŵer yn cynnwys generadur foltedd uchel, sefydlogydd cerrynt cyffro ac amrywiol unedau rheoli addasu.
Mae'r lens electron yn rhan bwysig o'r gasgen lens microsgop electron. Mae'n defnyddio maes trydan gofod neu faes magnetig sy'n gymesur ag echel y gasgen lens i blygu'r trac electron i'r echelin i ffurfio ffocws. Mae ei swyddogaeth yn debyg i swyddogaeth lens convex gwydr i ganolbwyntio'r trawst, felly fe'i gelwir yn lens electronig. . Mae'r rhan fwyaf o ficrosgopau electron modern yn defnyddio lensys electromagnetig, sy'n canolbwyntio electronau trwy faes magnetig cryf a gynhyrchir gan gerrynt cyffro DC sefydlog iawn sy'n mynd trwy coil gydag esgidiau polyn.
Mae'r gwn electron yn gydran sy'n cynnwys catod poeth ffilament twngsten, grid a catod. Gall allyrru a ffurfio trawst electron â chyflymder unffurf, felly mae'n ofynnol i sefydlogrwydd y foltedd cyflymu fod yn ddim llai nag un deg milfed.
Gellir rhannu microsgopau electron yn ficrosgopau electron trawsyrru, microsgopau electron sganio, microsgopau electron adlewyrchiad, a microsgopau electronau allyriadau yn ôl eu strwythurau a'u defnydd. Defnyddir microsgopau electron trawsyrru yn aml i arsylwi ar y strwythurau deunydd mân na ellir eu datrys gan ficrosgopau cyffredin; defnyddir microsgopau electron sganio yn bennaf i arsylwi morffoleg arwynebau solet, a gellir eu cyfuno hefyd â diffractometers pelydr-X neu sbectromedrau ynni electronau i ffurfio Microprobau electronig ar gyfer dadansoddi cyfansoddiad deunydd; microsgopeg electron allyriadau ar gyfer astudio arwynebau electronau hunan-allyriad.
Mae'r microsgop electron trawsyrru wedi'i enwi ar ôl i'r pelydr electron dreiddio i'r sampl ac yna chwyddo'r ddelwedd gyda'r lens electron. Mae ei lwybr optegol yn debyg i lwybr microsgop optegol. Yn y math hwn o ficrosgop electron, mae'r cyferbyniad ym manylion delwedd yn cael ei greu trwy wasgaru'r pelydr electron gan atomau'r sampl. Mae gan ran deneuach neu ddwysedd is y sampl lai o wasgariad pelydr electron, felly mae mwy o electronau'n mynd trwy'r diaffram gwrthrychol ac yn cymryd rhan mewn delweddu, ac yn ymddangos yn fwy disglair yn y ddelwedd. I'r gwrthwyneb, mae rhannau trwchus neu ddwysach o'r sampl yn ymddangos yn dywyllach yn y ddelwedd. Os yw'r sampl yn rhy drwchus neu'n rhy drwchus, bydd cyferbyniad y ddelwedd yn dirywio, neu hyd yn oed yn cael ei niweidio neu ei ddinistrio trwy amsugno egni'r pelydr electron.
yr
Brig y golofn microsgop electron trawsyrru yw'r gwn electron, mae'r electronau'n cael eu hallyrru gan y catod poeth twngsten, yn mynd trwy'r cyntaf, ac mae'r ail ddau ddrych cyddwysydd yn canolbwyntio ar y trawst electron. Ar ôl pasio drwy'r sampl, mae'r trawst electron yn cael ei ddelweddu ar y drych canolradd gan y lens gwrthrychol, ac yna'n cael ei chwyddo gam wrth gam trwy'r drych canolradd a'r drych taflunio, ac yna'n cael ei ddelweddu ar y sgrin fflwroleuol neu'r plât ffoto-gydlynol.
Gellir newid chwyddhad y drych canolradd yn barhaus o ddegau o weithiau i gannoedd o filoedd o weithiau yn bennaf trwy addasu'r cerrynt cyffroi; trwy newid hyd ffocal y drych canolradd, gellir cael delweddau microsgopig electron a delweddau diffreithiant electronau ar y rhannau bach o'r un sampl. Er mwyn astudio samplau tafelli metel mwy trwchus, datblygodd Labordy Opteg Electron Dulos Ffrengig ficrosgop electron foltedd uwch-uchel gyda foltedd cyflymu o 3500 kV. Diagram sgematig o strwythur sganio microsgop electron
Nid yw pelydr electron y microsgop electron sganio yn mynd trwy'r sampl, ond dim ond yn sganio ac yn cyffroi electronau eilaidd ar wyneb y sampl. Mae'r grisial pefriol a osodir wrth ymyl y sampl yn derbyn yr electronau eilaidd hyn, yn chwyddo ac yn modiwleiddio dwyster pelydr electron y tiwb llun, a thrwy hynny newid y disgleirdeb ar sgrin y tiwb llun. Mae coil gwyro'r tiwb llun yn cadw sganio cydamserol â'r trawst electron ar wyneb y sampl, fel bod sgrin fflwroleuol y tiwb llun yn dangos delwedd topograffig yr arwyneb sampl, sy'n debyg i egwyddor weithredol teledu diwydiannol. .
Mae datrysiad microsgop electron sganio yn cael ei bennu'n bennaf gan ddiamedr y trawst electron ar wyneb y sampl. Y chwyddhad yw cymhareb yr osgled sganio ar y tiwb llun i'r osgled sganio ar y sampl, y gellir ei newid yn barhaus o ddegau o weithiau i gannoedd o filoedd o weithiau. Nid oes angen samplau tenau iawn i sganio microsgopeg electron; mae gan y ddelwedd effaith tri dimensiwn cryf; gall ddefnyddio gwybodaeth fel electronau eilaidd, electronau amsugnol, a phelydrau-X a gynhyrchir gan y rhyngweithio rhwng trawstiau electron a sylweddau i ddadansoddi cyfansoddiad sylweddau.
Mae gwn electron a lens cyddwysydd y microsgop electron sganio yn fras yr un fath â rhai'r microsgop electron trawsyrru, ond er mwyn gwneud y trawst electron yn deneuach, ychwanegir lens gwrthrychol ac astigmatizer o dan y lens cyddwysydd, a dwy set o gosodir trawstiau sganio perpendicwlar y tu mewn i'r lens gwrthrychol. coil. Mae'r siambr sampl o dan y lens gwrthrychol wedi'i chyfarparu â cham sampl sy'n gallu symud, cylchdroi a gogwyddo.
