Composición del microscopio electrónico
Composición del microscopio electrónico
Los principales componentes de son:
Fuente de electrones: un cátodo que libera electrones libres y un ánodo en forma de anillo que acelera los electrones. La diferencia de voltaje entre el cátodo y el ánodo debe ser muy alta, típicamente entre miles de voltios y 3 millones de voltios.
Electrón: Se utiliza para enfocar electrones. Generalmente, se usan lentes magnéticos y, a veces, lentes electrostáticos. La función de una lente electrónica es la misma que la de una lente óptica en un microscopio óptico. El enfoque de una lente óptica es fijo, mientras que el enfoque de una lente electrónica se puede ajustar, por lo que un microscopio electrónico no tiene un sistema de lentes móviles como un microscopio óptico.
Dispositivo de vacío: un dispositivo de vacío utilizado para mantener un estado de vacío dentro de un microscopio, de modo que los electrones no sean absorbidos o desviados en su camino.
Estante de muestras: la muestra se puede colocar de manera estable en el estante de muestras. Además, a menudo hay dispositivos que se pueden usar para cambiar la muestra (como mover, rotar, calentar, enfriar, estirar, etc.).
Detector: Una señal o señal secundaria utilizada para recolectar electrones. La proyección de una muestra se puede obtener directamente utilizando un microscopio electrónico de transmisión (TEM). En este microscopio, los electrones pasan a través de la muestra, por lo que la muestra debe ser muy delgada. El peso atómico de los átomos que componen la muestra, el voltaje de los electrones acelerados y la resolución deseada determinan el espesor de la muestra. El grosor de la muestra puede variar desde unos pocos nanómetros hasta unas pocas micras. Cuanto mayor sea el peso atómico y menor el voltaje, más delgada debe ser la muestra.
Al cambiar el sistema de lentes de la lente del objetivo, se puede ampliar directamente la imagen del punto focal de la lente del objetivo. A partir de este se pueden obtener imágenes de difracción de electrones. Usando esta imagen se puede analizar la estructura cristalina de la muestra.
En el Microscopio Electrónico de Transmisión con Filtrado de Energía (EFTEM), las personas miden el cambio de velocidad de los electrones a medida que pasan a través de la muestra. A partir de esto, podemos inferir la composición química de la muestra, como la distribución de elementos químicos dentro de la muestra.
El curso de desarrollo de microscopio electrónico
En 1931, M. Noel y E. Ruska de Alemania modificaron un osciloscopio de alto voltaje con una fuente de electrones de descarga de cátodo frío y tres lentes de electrones, y obtuvieron imágenes que se ampliaron más de diez veces. Inventaron un microscopio electrónico de transmisión, lo que confirma la posibilidad de ampliar la imagen mediante un microscopio electrónico. En 1932, después de la mejora de Ruska, la capacidad de resolución del microscopio electrónico alcanzó los 50 nanómetros, aproximadamente diez veces la capacidad de resolución del microscopio óptico en ese momento, rompiendo el límite de resolución del microscopio óptico. Por lo tanto, el microscopio electrónico comenzó a recibir atención. En la década de 1940, Hill de los Estados Unidos usó un astigmatizador para compensar la asimetría rotacional de la lente electrónica, logrando un nuevo avance en la resolución del microscopio electrónico y alcanzando gradualmente un nivel moderno. En China, se desarrolló con éxito un microscopio electrónico de transmisión con una resolución de 3 nanómetros en 1958. En 1979, se desarrolló un microscopio electrónico grande con una resolución de 0,3 nanómetros.
Principio de construcción del microscopio electrónico.
El microscopio electrónico consta de un cilindro de lente, un sistema de vacío y un gabinete de energía. El cilindro de la lente incluye principalmente componentes como un cañón de electrones, una lente de electrones, un portamuestras, una pantalla fluorescente y un mecanismo fotográfico. Estos componentes generalmente se ensamblan en una columna de arriba a abajo; El sistema de vacío consta de una bomba de vacío mecánica, una bomba de difusión, una válvula de vacío, etc., y está conectado al cilindro de la lente a través de un tubo de extracción de aire; El armario de potencia está compuesto por un generador de alto voltaje, un estabilizador de corriente de excitación y varias unidades de ajuste y control.
La lente electrónica es el componente más importante en el cilindro de la lente de un microscopio electrónico. Utiliza un campo eléctrico o magnético espacial simétrico al eje del cilindro de la lente para desviar la trayectoria del electrón hacia el eje para formar un foco. Su función es similar a la de una lente convexa de vidrio para enfocar el haz de luz, por lo que se denomina lente electrónica. La mayoría de los microscopios electrónicos modernos utilizan lentes electromagnéticos, que enfocan los electrones con un fuerte campo magnético generado por una corriente de excitación de CC estable que fluye a través de una bobina con zapatas polares.
El cañón de electrones es un componente compuesto por un cátodo caliente de alambre de tungsteno, un electrodo de puerta y un cátodo. Puede emitir y formar un haz de electrones con una velocidad uniforme, por lo que se requiere que la estabilidad del voltaje de aceleración no sea inferior a 1/10000.
