Elektronski mikroskop, mikroskop koji postiže izuzetno visoku razlučivost pomoću elektronske zrake umjesto zrake svjetlosti za osvjetljavanje predmeta ispitivanja.
metalurgija: Elektronska mikroskopija
Veliki je napredak postignut u korištenju fino usredotočenih snopa energetskih elektrona za ispitivanje metala. Elektronski mikroskop s,
Povijest
Temeljno istraživanje mnogih fizičara u prvoj četvrtini 20. stoljeća sugeriralo je da se katodne zrake (tj. Elektroni) mogu koristiti na neki način za povećanje razlučivosti mikroskopa. Francuski fizičar Louis de Broglie 1924. otvorio je put s prijedlogom da se zrake elektrona mogu smatrati oblikom gibanja valova. De Broglie je iznio formulu za njihovu valnu duljinu, koja je pokazala da, na primjer, za elektrone ubrzane sa 60 000 volta (ili 60 kilovolta [k]), efektivna valna duljina bi bila 0,05 angstroma (Å) - tj., 1/100 000 zelene boje svjetlo. Ako bi se takvi valovi mogli upotrijebiti u mikroskopu, došlo bi do značajnog povećanja razlučivosti. Godine 1926. dokazano je da magnetska ili elektrostatička polja mogu poslužiti kao leće za elektrone ili druge nabijene čestice. Ovo je otkriće pokrenulo proučavanje optike elektrona, a do 1931. njemački inženjeri elektrotehnike Max Knoll i Ernst Ruska osmislili su mikroskop s dva objektiva koji je stvorio slike izvora elektrona. 1933. godine izgrađen je primitivni elektronski mikroskop koji je slikao uzorak umjesto izvora elektrona, a 1935. Knoll je napravio skeniranu sliku čvrste površine. Rezolucija optičkog mikroskopa ubrzo je nadmašena.
Njemački fizičar Manfred, Freiherr (barun) von Ardenne i britanski elektronski inženjer Charles Oatley postavili su temelje transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji (u kojoj snop elektrona putuje kroz uzorak) i skeniranju elektronske mikroskopije (u kojoj se snop elektrona izbacuje iz uzorka drugi elektroni koji se potom analiziraju), koji su najistaknutiji zabilježeni u Ardenneovoj knjizi Elektronen-Übermikroskopie (1940). Daljnji napredak u izgradnji elektronskih mikroskopa kasnio je tijekom Drugog svjetskog rata, ali dobio je zamah 1946. izumom stigmatora, koji kompenzira astigmatizam objektivne leće, nakon čega je proizvodnja postala sve raširenija.
Prijenosni elektronski mikroskop (TEM) može slikati uzorke debljine do 1 mikrometra. Visokonaponski elektronski mikroskopi slični su TEM-ovima, ali djeluju na puno većim naponima. Skenirajući elektronski mikroskop (SEM), u kojem se snop elektrona skenira preko površine čvrstog predmeta, koristi se za izgradnju slike detalja strukture površine. Elektronski mikroskop za skeniranje u okolišu (ESEM) može stvoriti skeniranu sliku uzorka u atmosferi, za razliku od SEM-a i podložan je ispitivanju vlažnih uzoraka, uključujući neke žive organizme.
Kombinacije tehnika dovele su do skenirajućeg prijenosnog elektronskog mikroskopa (STEM), koji kombinira metode TEM i SEM, i mikroanalizatora s sondom za elektrone, ili analizatora mikro sondi, koji omogućava kemijsku analizu sastava materijala koji se izrađuju korištenjem snop elektrona koji izlazi kako bi potaknuo emisiju karakterističnih X-zraka kemijskim elementima u uzorku. Ove se zrake detektiraju i analiziraju spektrometri ugrađeni u instrument. Analizatori mikro sonde mogu proizvesti sliku za skeniranje elektrona tako da se struktura i sastav mogu lako povezati.
Druga vrsta elektronskog mikroskopa je mikroskop s emitovanjem polja, u kojem se snažno električno polje koristi za izvlačenje elektrona iz žice montirane u katodnoj cijevi.
