Ventajas de la microscopía electrónica en comparación con la microscopía óptica
Aunque la resolución del microscopio electrónico es mucho mejor que la del microscopio óptico, es difícil observar organismos vivos porque necesita trabajar en condiciones de vacío y la irradiación del haz de electrones hará que las muestras biológicas sufran daños por irradiación. También es necesario seguir estudiando otros problemas, como el brillo del cañón de electrones y la mejora de la calidad de la lente de electrones.
El poder de resolución es un índice importante del microscopio electrónico, que está relacionado con el ángulo de incidencia del cono y la longitud de onda del haz de electrones a través de la muestra. La longitud de onda de la luz visible es de aproximadamente 300 a 700 nanómetros, y la longitud de onda del haz de electrones está relacionada con el voltaje de aceleración. Cuando el voltaje de aceleración es de 50 a 100 kV, la longitud de onda del haz de electrones es de aproximadamente 0,0053 a 0,0037 nanómetros. Como la longitud de onda del haz de electrones es mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz visible, incluso si el ángulo del cono del haz de electrones es sólo el 1% del del microscopio óptico, la capacidad de resolución del microscopio electrónico sigue siendo mucho mejor que la del microscopio óptico. microscopio.
El microscopio electrónico consta de tres partes: tubo de espejo, sistema de vacío y gabinete de fuente de alimentación. El cañón tiene principalmente un cañón de electrones, una lente de electrones, un portamuestras, una pantalla fluorescente y un mecanismo de cámara y otros componentes, estos componentes generalmente se ensamblan de arriba a abajo en una columna; El sistema de vacío consta de una bomba de vacío mecánica, bombas de difusión y válvulas de vacío, etc., y a través de una tubería de bombeo conectada al cilindro del espejo; El gabinete de suministro de energía consta de un generador de alto voltaje, un estabilizador de corriente de excitación y una variedad de unidades de control regulatorio.
La lente electrónica es una parte importante del cilindro del microscopio electrónico, es simétrica al eje del cilindro del campo eléctrico espacial o campo magnético, de modo que el electrón sigue el eje de formación del enfoque del papel del vidrio convexo. Lente para hacer que la función del haz de luz se enfoque es similar a la función de la lente, por eso se llama lente de electrones. La mayoría de los microscopios electrónicos modernos utilizan lentes electromagnéticas, mediante una corriente de excitación CC muy estable a través de la bobina con una zapata polar generada por el fuerte campo magnético para enfocar los electrones.
El cañón de electrones es un componente que consta de un cátodo caliente de tungsteno, una puerta y un cátodo. Emite y forma un haz de electrones con velocidad uniforme, por lo que se requiere que la estabilidad del voltaje de aceleración no sea inferior a una parte entre diez mil.
Los microscopios electrónicos se pueden clasificar en microscopios electrónicos de transmisión, microscopios electrónicos de barrido, microscopios electrónicos de reflexión y microscopios electrónicos de emisión según su estructura y uso. El microscopio electrónico de transmisión se utiliza a menudo para observar a quienes con microscopios comunes no pueden distinguir la estructura fina del material; el microscopio electrónico de barrido se utiliza principalmente para observar la morfología de superficies sólidas, pero también con el difractómetro de rayos X o el espectrómetro electrónico combinados para formar una microsonda electrónica, utilizada para el análisis de la composición del material; Microscopio electrónico de emisión para el estudio de la superficie de autoemisión de electrones.
El haz de electrones de un microscopio electrónico de barrido no atraviesa la muestra, sino que sólo explora la superficie de la muestra para excitar electrones secundarios. Un cristal de centelleo colocado junto a la muestra recibe estos electrones secundarios, que se amplifican para modular la intensidad del haz de electrones del CRT, cambiando así el brillo de la pantalla fluorescente del CRT. La bobina de desviación del CRT está sincronizada con el haz de electrones en la superficie de la muestra, de modo que la pantalla fluorescente del CRT muestra una imagen topográfica de la superficie de la muestra, que es similar al principio de funcionamiento de los televisores industriales.
La resolución de un microscopio electrónico de barrido está determinada principalmente por el diámetro del haz de electrones sobre la superficie de la muestra. El aumento es la relación entre la amplitud de escaneo en el tubo y la amplitud de escaneo en la muestra, que puede variarse continuamente desde decenas hasta cientos de miles de veces. Los microscopios electrónicos de barrido no requieren muestras muy finas; la imagen tiene una fuerte sensación de tridimensionalidad; y puede analizar la composición de una sustancia utilizando información como electrones secundarios, electrones absorbidos y rayos X generados por la interacción del haz de electrones con la sustancia.
El cañón de electrones del microscopio electrónico de barrido y el espejo localizador y el microscopio electrónico de transmisión son más o menos iguales, pero para que el haz de electrones sea más fino, en el espejo localizador debajo de la lente objetivo se agrega el dispersor, en la lente objetivo. También está equipado con dos juegos de perpendiculares entre sí dentro de la bobina de escaneo. La cámara de muestra debajo de la lente objetivo está equipada con una plataforma de muestra que se puede mover, girar e inclinar.
