Kính hiển vi điện tửKính hiển vi quang họcNguyên tắc tạo ảnh. Điểm tương đồng và khác biệt
Kính hiển vi điện tử là thiết bị sử dụng chùm tia điện tử và thấu kính điện tử thay cho chùm tia sáng và thấu kính quang học theo nguyên lý quang học điện tử, nhờ đó cấu trúc tinh tế của vật liệu được chụp ảnh dưới độ phóng đại rất cao.
Độ phân giải của kính hiển vi điện tử được biểu thị bằng khoảng cách nhỏ giữa hai điểm lân cận mà nó có thể phân giải. Vào những năm 1970, độ phân giải của kính hiển vi điện tử truyền qua là khoảng 0.3 nanomet (độ phân giải của mắt người là khoảng 0,1 mm). Ngày nay, độ phóng đại lớn của kính hiển vi điện tử là hơn 3 triệu lần, trong khi độ phóng đại lớn của kính hiển vi quang học là khoảng 2,{7}} lần, nhờ đó kính hiển vi điện tử có thể quan sát trực tiếp nguyên tử của một số kim loại nặng và tinh thể các chấm nguyên tử được sắp xếp thành mảng gọn gàng.
Mặc dù độ phân giải của kính hiển vi điện tử đã tốt hơn nhiều so với kính hiển vi quang học, nhưng kính hiển vi điện tử cần phải làm việc trong điều kiện chân không nên khó quan sát được các sinh vật sống và việc chiếu xạ chùm tia điện tử sẽ khiến các mẫu sinh học bị phân hủy. thiệt hại do bức xạ. Các vấn đề khác như độ sáng của súng điện tử và việc cải thiện chất lượng của thấu kính điện tử cũng cần tiếp tục nghiên cứu.
Khả năng phân giải là một chỉ số quan trọng của kính hiển vi điện tử, nó liên quan đến góc tới và bước sóng hình nón của chùm tia điện tử truyền qua mẫu. Bước sóng của ánh sáng khả kiến là khoảng {{0}} nm và bước sóng của chùm tia điện tử có liên quan đến điện áp gia tốc. Khi điện áp gia tốc là 50 đến 100 kV, bước sóng của chùm tia điện tử là khoảng 0,0053 đến 0,0037 nm. Do bước sóng của chùm tia điện tử nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của ánh sáng khả kiến nên ngay cả khi góc hình nón của chùm tia điện tử chỉ bằng 1% kính hiển vi quang học thì khả năng phân giải của kính hiển vi điện tử vẫn vượt trội hơn nhiều so với độ phân giải của kính hiển vi điện tử. kính hiển vi quang học.
Kính hiển vi điện tử gồm 3 phần: ống gương, hệ thống chân không và tủ điện. Nòng súng chủ yếu có súng điện tử, thấu kính điện tử, giá đỡ mẫu, màn hình huỳnh quang và cơ chế camera và các bộ phận khác, các bộ phận này thường được lắp ráp từ trên xuống dưới thành một cột; hệ thống chân không bao gồm bơm chân không cơ học, bơm khuếch tán và van chân không, v.v., và thông qua đường ống bơm nối với thùng gương; Tủ cung cấp điện bao gồm một máy phát điện áp cao, bộ ổn định dòng kích thích và một loạt các bộ điều khiển điều tiết.
Thấu kính điện tử là một bộ phận quan trọng của thùng kính hiển vi điện tử, nó đối xứng với trục của thùng điện trường hoặc từ trường không gian để các electron theo dõi trục hình thành tiêu điểm đóng vai trò của thấu kính lồi thủy tinh làm cho vai trò của chùm tia sáng hội tụ cũng giống như vai trò của thấu kính nên gọi là thấu kính điện tử. Hầu hết các kính hiển vi điện tử hiện đại đều sử dụng thấu kính điện từ, thấu kính này tập trung các electron bằng từ trường mạnh được tạo ra bởi dòng điện kích thích DC rất ổn định thông qua một cuộn dây có đế cực.
Kính hiển vi điện tử có thể được chia thành kính hiển vi điện tử truyền qua, kính hiển vi điện tử quét, kính hiển vi điện tử phản xạ và kính hiển vi điện tử phát xạ theo cấu trúc và công dụng của chúng. Kính hiển vi điện tử truyền qua thường được sử dụng để quan sát những kính hiển vi thông thường không thể phân biệt được cấu trúc tinh tế của vật liệu; kính hiển vi điện tử quét chủ yếu được sử dụng để quan sát hình thái bề mặt rắn, nhưng cũng được sử dụng với máy đo nhiễu xạ tia X hoặc máy quang phổ điện tử kết hợp để tạo thành đầu dò vi điện tử, được sử dụng để phân tích thành phần của vật liệu; kính hiển vi điện tử phát xạ được sử dụng để nghiên cứu bề mặt tự phát xạ của điện tử.
