Електронен микроскоп, микроскоп, който постига изключително висока разделителна способност, използвайки електронен лъч, вместо лъч светлина, за да освети обекта на изследване.
металургия: Електронна микроскопия
Постигнат е голям напредък в използването на фино фокусирани лъчи от енергийни електрони за изследване на металите. Електронен микроскоп s,
история
Фундаменталните изследвания на много физици през първата четвърт на 20 век предполагат, че катодните лъчи (т.е. електрони) могат да бъдат използвани по някакъв начин за увеличаване на разделителната способност на микроскопа. Френският физик Луи дьо Бройл през 1924 г. отвори пътя с предположението, че електронните лъчи могат да се разглеждат като форма на движение на вълната. Де Бройли извежда формулата за дължината на вълната им, която показва, че например за електрони, ускорени с 60 000 волта (или 60 киловолта [k]), ефективната дължина на вълната ще бъде 0,05 ангстрема (Å) - т.е. 1/100 000 от зелената светлина. Ако такива вълни биха могли да се използват в микроскоп, тогава би се получило значително увеличение на разделителната способност. През 1926 г. е доказано, че магнитните или електростатичните полета могат да служат като лещи за електрони или други заредени частици. Това откритие дава началото на изследването на електронната оптика и до 1931 г. немските инженери-електрици Макс Нол и Ернст Руска са създали двуобективен електронен микроскоп, който произвежда изображения на източника на електрон. През 1933 г. е изграден примитивен електронен микроскоп, който изобразява образец, а не източникът на електрон, а през 1935 г. Knoll създава сканирано изображение на твърда повърхност. Разделителната способност на оптичния микроскоп скоро беше надмината.
Германският физик Манфред, Фрайхер (барон) фон Арден и британският електронен инженер Чарлз Отли поставят основите на трансмисионната електронна микроскопия (при която електронният лъч преминава през образеца) и сканиращата електронна микроскопия (при която електронният лъч се изхвърля от пробата друга електрони, които след това се анализират), които най-забележимо са записани в книгата на Ardenne Elektronen-Übermikroskopie (1940). По-нататъшният напредък в изграждането на електронни микроскопи се забавя по време на Втората световна война, но получава тласък през 1946 г. с изобретяването на стигматора, което компенсира астигматизма на обективната леща, след което производството става по-широко разпространено.
Предавателният електронен микроскоп (TEM) може да изобрази образци с дебелина до 1 микрометър. Електронните микроскопи с високо напрежение са подобни на TEM, но работят при много по-високи напрежения. Сканиращият електронен микроскоп (SEM), при който лъч от електрони се сканира над повърхността на твърд предмет, се използва за изграждане на изображение на детайлите на повърхностната структура. Електронният микроскоп за сканиране на околната среда (ESEM) може да генерира сканирано изображение на образец в атмосфера, за разлика от SEM и подлежи на изследване на влажни образци, включително някои живи организми.
Комбинациите от техники са породили сканиращия предавателен електронен микроскоп (STEM), който комбинира методите на TEM и SEM, и електронно-сондата микроанализатор, или микропробен анализатор, който позволява да се направи химичен анализ на състава на материалите с помощта на падащият електронен лъч за възбуждане на излъчването на характерни рентгенови лъчи от химическите елементи в образеца. Тези рентгенови лъчи се откриват и анализират чрез спектрометри, вградени в инструмента. Микропробните анализатори са в състояние да произведат сканиращо електронно изображение, така че структурата и съставът да могат лесно да се съпоставят.
Друг вид електронен микроскоп е полево-емисионният микроскоп, при който се използва силно електрическо поле за изтегляне на електрони от проводник, монтиран в катодна лъчева тръба.
