Kako se razlikujeta načela slikanja vrstične elektronske mikroskopije in transmisijske elektronske mikroskopije
Vrstična elektronska mikroskopija vključuje predvsem sekundarno elektronsko slikanje po obsevanju vzorca z elektronskim žarkom, medtem ko je slika svetlega polja transmisijske elektronske mikroskopije transmisijsko elektronsko slikanje.
Elektronski mikroskop, krajše elektronski mikroskop, je po več kot petdesetletnem razvoju postal nepogrešljiv in pomemben pripomoček sodobne znanosti in tehnologije.
Elektronski mikroskop je sestavljen iz treh delov: zrcalne cevi, vakuumske naprave in napajalne omarice.
Cev objektiva je v glavnem sestavljen iz elektronskih virov, elektronskih leč, stojal za vzorce, fluorescentnih zaslonov in detektorjev, ki so običajno sestavljeni v stolpec od zgoraj navzdol.
Elektronske leče se uporabljajo za fokusiranje elektronov in so najpomembnejša komponenta v cevi elektronskega mikroskopa. Na splošno se uporabljajo magnetne leče, včasih pa tudi elektrostatične leče. Uporablja prostorsko električno ali magnetno polje, ki je simetrično na os zrcalne cevi, da upogne pot elektronov proti osi in oblikuje žarišče. Njena funkcija je enaka funkciji optične leče (konveksne leče) v optičnem mikroskopu, da fokusira žarek svetlobe, zato se imenuje elektronska leča. Gorišče optične leče je fiksno, medtem ko je žarišče elektronske leče mogoče prilagajati, zato elektronski mikroskop nima sistema premičnih leč kot optični mikroskop. Večina sodobnih elektronskih mikroskopov uporablja elektromagnetne leče, ki fokusirajo elektrone skozi močno magnetno polje, ki ga ustvari stabilen enosmerni vzbujalni tok, ki teče skozi tuljavo s polnimi čevlji. Vir elektronov je sestavljen iz katode, ki sprošča proste elektrone, vrat in anode, ki pospešuje elektrone v krožnem vzorcu. Napetostna razlika med katodo in anodo mora biti zelo velika, običajno med tisoč volti in 3 milijoni voltov. Lahko oddaja in tvori elektronske žarke z enakomerno hitrostjo, zato mora biti stabilnost pospeševalne napetosti najmanj ena tisočinka.
Vzorec je mogoče stabilno namestiti na stojalo za vzorce, pogosto pa obstajajo naprave, s katerimi lahko vzorec spreminjamo (kot so premikanje, vrtenje, ogrevanje, hlajenje, raztezanje itd.).
Zakaj uporabljati fluorescentni zaslon? Ker elektronskega žarka ni mogoče videti s prostim očesom, je treba s fluorescenčnim zaslonom elektronski žarek pretvoriti v vir vidne svetlobe, da se oblikuje slika, ki jo lahko vidijo oči.
Detektorji se uporabljajo za zbiranje elektronskih signalov ali sekundarnih signalov.
Elektronski žarek vrstičnega elektronskega mikroskopa ne prehaja skozi vzorec, le čim bolj fokusira elektronski žarek na majhno površino vzorca in nato skenira vzorec vrstico za vrstico. Vpadni elektroni povzročijo, da se površina vzorca vzbuja s sekundarnimi elektroni. Mikroskop opazuje elektrone, razpršene iz vsake točke. Scintilacijski kristal, nameščen poleg vzorca, sprejme te sekundarne elektrone in modulira intenzivnost elektronskega žarka slikovne cevi po ojačanju ter tako spremeni svetlost fluorescentnega zaslona slikovne cevi. Slika je tridimenzionalna slika, ki odraža strukturo površine vzorca. Odklonska tuljava slikovne cevi je sinhronizirana z elektronskim žarkom na površini vzorca za skeniranje, tako da fluorescentni zaslon slikovne cevi prikaže morfološko sliko površine vzorca, kar je podobno principu delovanja industrijske televizije. Ker elektronom v takšnem mikroskopu ni treba prehajati skozi vzorec, ni treba, da je napetost, pri kateri elektroni pospešijo, zelo visoka.
Ločljivost vrstičnega elektronskega mikroskopa je v glavnem odvisna od premera elektronskega žarka na površini vzorca. Povečava je razmerje med amplitudo skeniranja na slikovni cevi in amplitudo skeniranja na vzorcu, ki se lahko nenehno spreminja od desetkrat do stotisočkrat. Vrstična elektronska mikroskopija ne zahteva zelo tankih vzorcev; Slike imajo močan občutek stereoskopije; Lahko analizira sestavo snovi z uporabo informacij, kot so sekundarni elektroni, absorbirani elektroni in rentgenski žarki, ki nastanejo zaradi interakcije med elektronskimi žarki in snovmi.
Izdelava vrstične elektronske mikroskopije temelji na interakciji med elektroni in snovjo. Ko visokoenergijski človeški žarek elektronov bombardira površino snovi, bo vzbujeno območje ustvarilo sekundarne elektrone, Augerjeve elektrone, značilne in neprekinjene rentgenske žarke, nazaj sipane elektrone, oddane elektrone in elektromagnetno sevanje v vidnem, ultravijoličnem in infrardeče regije. Istočasno lahko nastanejo tudi pari elektronskih lukenj, nihanje mreže (fononi) in nihanje elektronov (plazma).
