Komponenter i ett elektronmikroskop
Elektronkälla: Det är en katod som frigör fria elektroner, och en ringformad anod accelererar elektroner. Spänningsskillnaden mellan katoden och anoden måste vara mycket hög, typiskt mellan flera tusen volt och tre miljoner volt.
Elektroner: Används för att fokusera elektroner. Generellt används magnetiska linser, och ibland används även elektrostatiska linser. Elektronlinsens funktion är densamma som den optiska linsen i det optiska mikroskopet. Den optiska linsens fokus är fixerad, men den elektroniska linsens fokus kan justeras, så att elektronmikroskopet inte har ett rörligt linssystem som ett optiskt mikroskop.
Vakuumanordning: Vakuumanordningen används för att säkerställa vakuumtillståndet inuti mikroskopet, så att elektroner inte kommer att absorberas eller avböjas på deras väg.
Provhållare: Prover kan placeras stabilt på provhållaren. Dessutom finns det ofta anordningar som kan användas för att ändra provet (som att flytta, rotera, värma, kyla, töja, etc.).
Detektor: En signal eller sekundär signal som används för att samla in elektroner. Projektionen av ett prov kan erhållas direkt genom att använda ett transmissionselektronmikroskop (Transmission Electron Microscopy TEM). Elektroner passerar genom provet i detta mikroskop, så provet måste vara mycket tunt. Atomvikten för atomerna som utgör provet, spänningen vid vilken elektronerna accelereras och den önskade upplösningen bestämmer provets tjocklek. Tjockleken på provet kan variera från några nanometer till några mikrometer. Ju högre atommassa och ju lägre spänning, desto tunnare måste provet vara.
Genom att ändra objektivets linssystem kan man direkt förstora bilden vid objektivets brännpunkt. Från detta kan man få elektrondiffraktionsbilder. Med hjälp av denna bild kan provets kristallstruktur analyseras.
I Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) mäter människor förändringar i elektronernas hastighet när de passerar genom ett prov. Av detta kan den kemiska sammansättningen av provet utläsas, såsom fördelningen av kemiska grundämnen i provet.
Användning av elektronmikroskop
Elektronmikroskop kan delas in i transmissionselektronmikroskop, svepelektronmikroskop, reflektionselektronmikroskop och emissionselektronmikroskop enligt deras strukturer och användningsområden. Transmissionselektronmikroskop används ofta för att observera de fina materialstrukturerna som inte kan lösas upp med vanliga mikroskop; svepelektronmikroskop används huvudsakligen för att observera morfologin hos fasta ytor, och kan även kombineras med röntgendiffraktometrar eller elektronenergispektrometrar för att bilda elektroniska mikrosonder för analys av materialsammansättning; emissionselektronmikroskopi för studiet av självemitterande elektronytor.
Transmissionselektronmikroskopet är uppkallat efter att elektronstrålen penetrerar provet och sedan förstorar bilden med elektronlinsen. Dess optiska väg liknar den för ett optiskt mikroskop. I denna typ av elektronmikroskop skapas kontrasten i bilddetalj genom spridningen av elektronstrålen av atomerna i provet. Den tunnare eller lägre densitetsdelen av provet har mindre elektronstrålespridning, så fler elektroner passerar genom objektivets membran och deltar i avbildningen och ser ljusare ut i bilden. Omvänt ser tjockare eller tätare delar av provet mörkare ut i bilden. Om provet är för tjockt eller för tätt kommer kontrasten i bilden att försämras, eller till och med skadas eller förstöras genom att absorbera elektronstrålens energi.
