¿En qué se diferencian los principios de obtención de imágenes de la microscopía electrónica de barrido y la microscopía electrónica de transmisión?
La microscopía electrónica de barrido implica principalmente imágenes electrónicas secundarias después de la irradiación con un haz de electrones sobre la muestra, mientras que la imagen de campo brillante de la microscopía electrónica de transmisión es una imagen electrónica de transmisión.
El microscopio electrónico, abreviado como microscopio electrónico, se ha convertido en una herramienta indispensable e importante en la ciencia y la tecnología modernas después de más de cincuenta años de desarrollo.
El microscopio electrónico consta de tres partes: un tubo de espejo, un dispositivo de vacío y un gabinete de alimentación.
El cilindro de la lente se compone principalmente de fuentes electrónicas, lentes electrónicas, gradillas de muestras, pantallas fluorescentes y detectores, que generalmente se ensamblan en una columna de arriba a abajo.
Las lentes electrónicas se utilizan para enfocar electrones y son el componente más importante del tubo de un microscopio electrónico. Generalmente se utilizan lentes magnéticas y, a veces, también se utilizan lentes electrostáticas. Utiliza un campo eléctrico o magnético espacial simétrico al eje del tubo del espejo para doblar la trayectoria del electrón hacia el eje, formando un foco. Su función es la misma que la de una lente óptica (lente convexa) en un microscopio óptico para enfocar el haz de luz, por eso se llama lente electrónica. 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. La mayoría de los microscopios electrónicos modernos utilizan lentes electromagnéticas, que enfocan los electrones a través de un fuerte campo magnético generado por una corriente de excitación CC estable que pasa a través de una bobina con zapatas polares. La fuente de electrones se compone de un cátodo que libera electrones libres, una puerta y un ánodo que acelera los electrones en un patrón circular. La diferencia de voltaje entre el cátodo y el ánodo debe ser muy alta, normalmente entre miles de voltios y 3 millones de voltios. Puede emitir y formar haces de electrones con velocidad uniforme, por lo que se requiere que la estabilidad del voltaje de aceleración sea al menos una milésima.
La muestra se puede colocar de manera estable en la gradilla de muestras y, a menudo, existen dispositivos que se pueden usar para cambiar la muestra (como mover, rotar, calentar, enfriar, estirar, etc.).
¿Por qué utilizar una pantalla fluorescente? Debido a que el haz de electrones no puede verse a simple vista, es necesario utilizar una pantalla fluorescente para convertir el haz de electrones en una fuente de luz visible para formar una imagen que pueda verse con los ojos.
Los detectores se utilizan para recoger señales electrónicas o señales secundarias.
El haz de electrones de un microscopio electrónico de barrido no atraviesa la muestra, solo enfoca el haz de electrones tanto como sea posible en un área pequeña de la muestra y luego escanea la muestra fila por fila. Los electrones incidentes hacen que la superficie de la muestra se excite con electrones secundarios. El microscopio observa los electrones esparcidos desde cada punto. El cristal de centelleo colocado al lado de la muestra recibe estos electrones secundarios y modula la intensidad del haz de electrones del tubo de imagen después de la amplificación, cambiando así el brillo de la pantalla fluorescente del tubo de imagen. La imagen es una imagen tridimensional que refleja la estructura de la superficie de la muestra. La bobina de desviación del tubo de imagen está sincronizada con el haz de electrones en la superficie de la muestra para escanear, de modo que la pantalla fluorescente del tubo de imagen muestra la imagen morfológica de la superficie de la muestra, que es similar al principio de funcionamiento de la televisión industrial. Debido al hecho de que los electrones en un microscopio de este tipo no necesitan transmitirse a través de la muestra, no es necesario que el voltaje al que se aceleran los electrones sea muy alto.
La resolución de un microscopio electrónico de barrido depende principalmente del diámetro del haz de electrones sobre la superficie de la muestra. El aumento es la relación entre la amplitud de escaneo en el tubo de imágenes y la amplitud de escaneo en la muestra, que puede cambiar continuamente desde decenas de veces hasta cientos de miles de veces. La microscopía electrónica de barrido no requiere muestras muy finas; Las imágenes tienen un fuerte sentido de estereoscopía; Puede analizar la composición de sustancias utilizando información como electrones secundarios, electrones absorbidos y rayos X generados por la interacción entre haces de electrones y sustancias.
La fabricación de microscopía electrónica de barrido se basa en la interacción entre los electrones y la materia. Cuando un haz humano de electrones de alta energía bombardea la superficie de una sustancia, la región excitada generará electrones secundarios, electrones Auger, rayos X característicos y continuos, electrones retrodispersados, electrones transmitidos y radiación electromagnética en el visible, el ultravioleta y el ultravioleta. regiones infrarrojas. Al mismo tiempo, también se pueden generar pares de huecos de electrones, vibraciones de la red (fonones) y oscilaciones de electrones (plasma).
