Métodos de clasificación y categorías de microscopios electrónicos.
Los microscopios electrónicos se pueden dividir en microscopios electrónicos de transmisión, microscopios electrónicos de barrido, microscopios electrónicos de reflexión y microscopios electrónicos de emisión según sus estructuras y usos.
Los microscopios electrónicos de transmisión se utilizan a menudo para observar estructuras diminutas de materiales que no se pueden distinguir con microscopios comunes; los microscopios electrónicos de barrido se utilizan principalmente para observar la morfología de superficies sólidas y también se pueden combinar con difractómetros de rayos X o espectrómetros de energía electrónica para formar microsondas electrónicas que se utilizan para el análisis de la composición de materiales; Los microscopios electrónicos de emisión se utilizan para el estudio de superficies de electrones autoemisores.
Microscopio electrónico de transmisión
Lleva el nombre de que el haz de electrones penetra la muestra y luego utiliza una lente de electrones para generar imágenes y ampliar la imagen. Su trayectoria de luz es similar a la de un microscopio óptico y puede obtener directamente la proyección de una muestra. Al cambiar el sistema de lentes del objetivo se puede ampliar directamente la imagen en el punto focal del objetivo. A partir de aquí se pueden obtener imágenes de difracción de electrones. Esta imagen se puede utilizar para analizar la estructura cristalina de la muestra. En este tipo de microscopio electrónico, el contraste de los detalles de la imagen se forma mediante la dispersión del haz de electrones por los átomos de la muestra. Como los electrones necesitan viajar a través de la muestra, ésta debe ser muy delgada. El espesor de la muestra está determinado por los pesos atómicos de los átomos que componen la muestra, el voltaje al que se aceleran los electrones y la resolución deseada. El espesor de la muestra puede variar desde unos pocos nanómetros hasta varios micrómetros. Cuanto mayor sea el peso atómico y menor el voltaje, más delgada debe ser la muestra. La parte más delgada o de menor densidad de la muestra tiene menos dispersión del haz de electrones, por lo que pasan más electrones a través de la apertura de la lente del objetivo y participan en la toma de imágenes, haciendo que la imagen parezca más brillante. Por el contrario, las partes más gruesas o densas de la muestra aparecerán más oscuras en la imagen. Si la muestra es demasiado gruesa o densa, el contraste de la imagen se deteriorará e incluso podrá dañarse o destruirse al absorber la energía del haz de electrones.
La resolución de un microscopio electrónico de transmisión es {{0}}.1 ~ 0,2 nm y el aumento es de decenas de miles a cientos de miles de veces. Dado que los objetos dispersan o absorben fácilmente los electrones, el poder de penetración es bajo y se deben preparar secciones ultrafinas más delgadas (generalmente de 50 a 100 nm).
La parte superior del cilindro del microscopio electrónico de transmisión es un cañón de electrones. Los electrones se emiten desde el cátodo caliente del filamento de tungsteno y pasan a través del primer y segundo condensadores para enfocar el haz de electrones. Después de que el haz de electrones pasa a través de la muestra, la lente objetivo genera una imagen en el espejo intermedio y luego el espejo intermedio y el espejo de proyección lo amplifican gradualmente y la imagen se refleja en la pantalla fluorescente o en la placa fotográfica seca. El espejo intermedio ajusta principalmente la corriente de excitación y el aumento se puede cambiar continuamente desde docenas hasta cientos de miles de veces. Al cambiar la distancia focal del espejo intermedio, se pueden obtener imágenes de microscopía electrónica e imágenes de difracción de electrones en partes diminutas de la misma muestra. .
microscópio electrónico escaneando
El haz de electrones de un microscopio electrónico de barrido no atraviesa la muestra, sino que solo enfoca el haz de electrones en un área pequeña de la muestra tanto como sea posible y luego escanea la muestra línea por línea. Los electrones incidentes provocan que los electrones secundarios se exciten en la superficie de la muestra. Lo que observa el microscopio son los electrones esparcidos desde cada punto. El cristal de centelleo colocado junto a la muestra recibe estos electrones secundarios y los amplifica para modular la intensidad del haz de electrones del tubo de imagen, cambiando así el brillo de la pantalla fluorescente del tubo de imagen. La imagen es tridimensional y refleja la estructura de la superficie de la muestra. La bobina de desviación del tubo de imagen sigue escaneando sincrónicamente con el haz de electrones en la superficie de la muestra, de modo que la pantalla fluorescente del tubo de imagen muestra la imagen topográfica de la superficie de la muestra, que es similar al principio de funcionamiento de la televisión industrial. Dado que los electrones en un microscopio de este tipo no tienen que transmitirse a través de la muestra, el voltaje al que se aceleran no tiene por qué ser muy alto.
La resolución de un microscopio electrónico de barrido está determinada principalmente por el diámetro del haz de electrones sobre la superficie de la muestra. La ampliación es la relación entre la amplitud de escaneo en el tubo de imagen y la amplitud de escaneo en la muestra, y puede variar continuamente desde docenas hasta cientos de miles de veces. Los microscopios electrónicos de barrido no requieren muestras muy finas; las imágenes tienen un fuerte efecto tridimensional; pueden utilizar información como electrones secundarios, electrones de absorción y rayos X generados por la interacción entre haces de electrones y sustancias para analizar la composición de las sustancias.
La construcción de los microscopios electrónicos de barrido se basa en la interacción entre los electrones y la materia. Cuando un haz de electrones incidentes de alta energía bombardea la superficie de un material, el área excitada producirá electrones secundarios, electrones Auger, rayos X característicos y rayos X de espectro continuo, electrones retrodispersados, electrones transmitidos y rayos visibles, ultravioleta y luz infrarroja. Radiación electromagnética generada en la zona. Al mismo tiempo, también se pueden generar pares electrón-hueco, vibraciones de la red (fonones) y oscilaciones de electrones (plasma).
