Como os princípios de imagem da microscopia eletrônica de varredura e da microscopia eletrônica de transmissão são diferentes
A microscopia eletrônica de varredura envolve principalmente imagens eletrônicas secundárias após a irradiação do feixe de elétrons na amostra, enquanto a imagem de campo claro da microscopia eletrônica de transmissão é a imagem eletrônica de transmissão.
O microscópio eletrônico, abreviado como microscópio eletrônico, tornou-se uma ferramenta indispensável e importante na ciência e tecnologia modernas após mais de cinquenta anos de desenvolvimento.
O microscópio eletrônico consiste em três partes: um tubo espelhado, um dispositivo de vácuo e um gabinete de energia.
O cilindro da lente consiste principalmente em fontes eletrônicas, lentes eletrônicas, racks de amostras, telas fluorescentes e detectores, que geralmente são montados em uma coluna de cima para baixo.
Lentes eletrônicas são usadas para focar elétrons e são o componente mais importante no tubo de um microscópio eletrônico. Lentes magnéticas são geralmente usadas e, às vezes, lentes eletrostáticas também são usadas. Ele usa um campo elétrico ou magnético espacial simétrico ao eixo do tubo do espelho para dobrar a trajetória do elétron em direção ao eixo, formando um foco. Sua função é a mesma de uma lente óptica (lente convexa) em um microscópio óptico para focar o feixe de luz, por isso é chamada de lente eletrônica. 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. A maioria dos microscópios eletrônicos modernos usa lentes eletromagnéticas, que focam os elétrons através de um forte campo magnético gerado por uma corrente de excitação CC estável que passa por uma bobina com sapatas polares. A fonte de elétrons é composta por um cátodo que libera elétrons livres, uma porta e um ânodo que acelera os elétrons em um padrão circular. A diferença de tensão entre o cátodo e o ânodo deve ser muito alta, normalmente entre milhares de volts e 3 milhões de volts. Ele pode emitir e formar feixes de elétrons com velocidade uniforme, portanto, a estabilidade da tensão de aceleração não deve ser inferior a um milésimo.
A amostra pode ser colocada de forma estável no suporte de amostras e muitas vezes existem dispositivos que podem ser usados para alterar a amostra (como mover, girar, aquecer, resfriar, esticar, etc.).
Por que usar uma tela fluorescente? Como o feixe de elétrons não pode ser visto a olho nu, é necessário utilizar uma tela fluorescente para transformar o feixe de elétrons em uma fonte de luz visível, a fim de formar uma imagem que possa ser vista pelos olhos.
Os detectores são usados para coletar sinais eletrônicos ou sinais secundários.
O feixe de elétrons de um microscópio eletrônico de varredura não passa pela amostra, apenas foca o feixe de elétrons tanto quanto possível em uma pequena área da amostra e, em seguida, varre a amostra linha por linha. Os elétrons incidentes fazem com que a superfície da amostra seja excitada com elétrons secundários. O microscópio observa os elétrons espalhados em cada ponto. O cristal de cintilação colocado ao lado da amostra recebe esses elétrons secundários e modula a intensidade do feixe de elétrons do tubo de imagem após a amplificação, alterando assim o brilho da tela fluorescente do tubo de imagem. A imagem é uma imagem tridimensional que reflete a estrutura da superfície da amostra. A bobina de deflexão do tubo de imagem é sincronizada com o feixe de elétrons na superfície da amostra para varredura, de modo que a tela fluorescente do tubo de imagem exibe a imagem morfológica da superfície da amostra, que é semelhante ao princípio de funcionamento da televisão industrial. Devido ao fato de que os elétrons em tal microscópio não precisam ser transmitidos através da amostra, a voltagem na qual os elétrons aceleram não precisa ser muito alta.
A resolução de um microscópio eletrônico de varredura depende principalmente do diâmetro do feixe de elétrons na superfície da amostra. A ampliação é a razão entre a amplitude de varredura no tubo de imagem e a amplitude de varredura na amostra, que pode mudar continuamente de dezenas de vezes a centenas de milhares de vezes. A microscopia eletrônica de varredura não requer amostras muito finas; As imagens têm um forte sentido de estereoscopia; Ele pode analisar a composição de substâncias usando informações como elétrons secundários, elétrons absorvidos e raios X gerados pela interação entre feixes de elétrons e substâncias.
A fabricação da microscopia eletrônica de varredura é baseada na interação entre elétrons e matéria. Quando um feixe humano de elétrons de alta energia bombardeia a superfície de uma substância, a região excitada gerará elétrons secundários, elétrons Auger, raios X característicos e contínuos, elétrons retroespalhados, elétrons transmitidos e radiação eletromagnética no visível, ultravioleta e regiões infravermelhas. Ao mesmo tempo, pares de buracos de elétrons, vibrações de rede (fônons) e oscilações de elétrons (plasma) também podem ser gerados.
