Elektronski mikroskop, mikroskop, ki doseže izjemno visoko ločljivost z uporabo elektronskega žarka namesto snopa svetlobe za osvetlitev predmeta preučevanja.
metalurgija: elektronska mikroskopija
Velik napredek je bil dosežen pri uporabi fino usmerjenih žarkov energijskih elektronov za pregledovanje kovin. Elektronski mikroskop s
Zgodovina
Temeljne raziskave mnogih fizikov v prvi četrtini 20. stoletja so predlagale, da bi katodne žarke (tj. Elektrone) na nek način uporabili za povečanje ločljivosti mikroskopa. Francoski fizik Louis de Broglie je leta 1924 odprl pot s predlogom, da bi lahko žarke elektronov obravnavali kot obliko gibanja valov. De Broglie je izbral formulo za njihovo valovno dolžino, iz katere je bilo razvidno, da bi bila na primer za elektrone, pospešene za 60.000 voltov (ali 60 kilovoltov [k]), efektivna valovna dolžina 0,05 angstroma (Å) - to je 1/100 000 dolžine zelene svetloba. Če bi takšne valove lahko uporabili v mikroskopu, bi to povzročilo znatno povečanje ločljivosti. Leta 1926 je bilo dokazano, da lahko magnetna ali elektrostatična polja služijo kot leče za elektrone ali druge nabito delce. To odkritje je začelo preučevanje elektronske optike in do leta 1931 sta nemška elektro inženirja Max Knoll in Ernst Ruska zasnovala dvokomenski elektronski mikroskop, ki je ustvaril slike vira elektronov. Leta 1933 so zgradili primitivni elektronski mikroskop, ki je slikal vzorec in ne vir elektronov, leta 1935 pa je Knoll izdelal skenirano sliko trdne površine. Ločljivost optičnega mikroskopa je kmalu presegla.
Nemški fizik Manfred, Freiherr (baron) von Ardenne in britanski elektronski inženir Charles Oatley so postavili temelje transmisijske elektronske mikroskopije (v kateri elektronski žarek potuje skozi vzorec) in skeniranja elektronske mikroskopije (pri kateri se elektronski žarek izloči iz vzorca drugo elektronov, ki jih nato analiziramo), ki so najbolj vidni v Ardenovi knjigi Elektronen-Übermikroskopie (1940). Nadaljnji napredek pri konstrukciji elektronskih mikroskopov se je med drugo svetovno vojno zavlekel, vendar je leta 1946 z izumom stigmatorja dobil zagon, ki kompenzira astigmatizem objektivne leče, nato pa je proizvodnja postala bolj razširjena.
Prenosni elektronski mikroskop (TEM) lahko slika vzorce debeline do 1 mikrometra. Visokonapetostni elektronski mikroskopi so podobni TEM, vendar delujejo pri veliko višjih napetostih. Optični mikroskop (SEM), v katerem se snop elektronov skenira nad površino trdnega predmeta, se uporablja za izdelavo slike podrobnosti strukture površine. Okoljski elektronski mikroskop (ESEM) lahko ustvari skenirano sliko vzorca v ozračju, za razliko od SEM, in je primeren za preučevanje vlažnih primerkov, vključno z nekaterimi živimi organizmi.
Kombinacije tehnik so povzročile skenirajoči prenosni elektronski mikroskop (STEM), ki združuje metode TEM in SEM, in mikroanalizator z elektronsko sondo ali analizatorjem mikroprobe, ki omogoča kemično analizo sestave materialov, ki se opravi z uporabo vpadni elektronski žarek, ki vzbuja oddajanje značilnih rentgenskih žarkov s kemičnimi elementi v vzorcu. Te rentgene žarke odkrijejo in analizirajo spektrometri, vgrajeni v instrument. Analizatorji z mikroprosorami lahko ustvarijo sliko za skeniranje elektronov, tako da sta struktura in sestava zlahka povezana.
Druga vrsta elektronskega mikroskopa je polje-emisijski mikroskop, v katerem se močno električno polje uporablja za črpanje elektronov iz žice, nameščene v katodni cevi.
