Composição do microscópio eletrônico
Composição do microscópio eletrônico
Os principais componentes de são:
Fonte de elétrons: um cátodo que libera elétrons livres e um ânodo em forma de anel que acelera elétrons. A diferença de tensão entre o cátodo e o ânodo deve ser muito alta, normalmente entre milhares de volts e 3 milhões de volts.
Elétron: Usado para focar elétrons. Geralmente, são usadas lentes magnéticas e, às vezes, lentes eletrostáticas. A função de uma lente eletrônica é a mesma de uma lente óptica em um microscópio óptico. O foco de uma lente óptica é fixo, enquanto o foco de uma lente eletrônica pode ser ajustado, portanto, um microscópio eletrônico não possui um sistema de lentes móveis como um microscópio óptico.
Dispositivo de vácuo: Um dispositivo de vácuo usado para manter um estado de vácuo dentro de um microscópio, de modo que os elétrons não sejam absorvidos ou desviados em seu caminho.
Rack de amostra: A amostra pode ser colocada de forma estável no rack de amostra. Além disso, muitas vezes existem dispositivos que podem ser usados para alterar a amostra (como mover, girar, aquecer, resfriar, esticar, etc.).
Detector: Um sinal ou sinal secundário usado para coletar elétrons. A projeção de uma amostra pode ser obtida diretamente usando um microscópio eletrônico de transmissão (TEM). Neste microscópio, os elétrons passam pela amostra, então a amostra deve ser muito fina. O peso atômico dos átomos que compõem a amostra, a voltagem dos elétrons aceleradores e a resolução desejada determinam a espessura da amostra. A espessura da amostra pode variar de alguns nanômetros a alguns mícrons. Quanto maior o peso atômico e menor a voltagem, mais fina deve ser a amostra.
Ao alterar o sistema de lentes da lente objetiva, pode-se ampliar diretamente a imagem do ponto focal da lente objetiva. A partir deste pode-se obter imagens de difração de elétrons. Usando esta imagem pode-se analisar a estrutura cristalina da amostra.
No Microscópio Eletrônico de Transmissão com Filtro de Energia (EFTEM), as pessoas medem a mudança de velocidade dos elétrons à medida que passam pela amostra. A partir disso, podemos inferir a composição química da amostra, como a distribuição de elementos químicos dentro da amostra.
O Curso de Desenvolvimento de Microscópio Eletrônico
Em 1931, M. Noel e E. Ruska da Alemanha modificaram um osciloscópio de alta voltagem com uma fonte de elétrons de descarga catódica fria e três lentes de elétrons, e obtiveram imagens que foram ampliadas em mais de dez vezes. Eles inventaram um microscópio eletrônico de transmissão, confirmando a possibilidade de imagem de ampliação por um microscópio eletrônico. Em 1932, após o aperfeiçoamento de Ruska, a capacidade de resolução do microscópio eletrônico atingiu 50 nanômetros, cerca de dez vezes a capacidade de resolução do microscópio óptico da época, quebrando o limite de resolução do microscópio óptico. Portanto, o microscópio eletrônico começou a receber atenção. Na década de 1940, Hill dos Estados Unidos usou um astigmatizador para compensar a assimetria rotacional da lente eletrônica, fazendo um novo avanço na resolução do microscópio eletrônico e gradualmente atingindo um nível moderno. Na China, um microscópio eletrônico de transmissão com resolução de 3 nanômetros foi desenvolvido com sucesso em 1958. Em 1979, um grande microscópio eletrônico com resolução de 0,3 nanômetros foi desenvolvido.
Princípio de construção do microscópio eletrônico
O microscópio eletrônico consiste em um barril de lente, um sistema de vácuo e um gabinete de energia. O barril da lente inclui principalmente componentes como um canhão de elétrons, uma lente de elétrons, um porta-amostras, uma tela fluorescente e um mecanismo fotográfico. Esses componentes geralmente são montados em uma coluna de cima para baixo; O sistema de vácuo consiste em uma bomba de vácuo mecânica, uma bomba de difusão, uma válvula de vácuo, etc., e é conectado ao barril da lente por meio de um tubo de extração de ar; O gabinete de energia é composto por um gerador de alta tensão, um estabilizador de corrente de excitação e várias unidades de ajuste e controle.
A lente eletrônica é o componente mais importante no barril da lente de um microscópio eletrônico. Ele usa um campo elétrico ou magnético espacial simétrico ao eixo do barril da lente para dobrar a trajetória do elétron em direção ao eixo para formar um foco. Sua função é semelhante à de uma lente convexa de vidro para focalizar o feixe de luz, por isso é chamada de lente eletrônica. A maioria dos microscópios eletrônicos modernos usa lentes eletromagnéticas, que focalizam elétrons com um forte campo magnético gerado por uma corrente de excitação CC estável que flui através de uma bobina com sapatas polares.
O canhão de elétrons é um componente composto de um cátodo quente de fio de tungstênio, um eletrodo de porta e um cátodo. Ele pode emitir e formar um feixe de elétrons com uma velocidade uniforme, de modo que a estabilidade da tensão de aceleração não deve ser inferior a 1/10000.
