Electron Microscope

Il prototipo del primo microscopio elettronico è stato ideato da Max Knoll e Ernst Ruska, che erano ingegneri tedeschi, nel 1931. Era le scoperte e le idee di Louis de Broglie, un fisico francese, che si basava su di esso.

Il microscopio elettronico è un tipo di dispositivo in cui vengono utilizzati elettroni per produrre un'immagine del campione. Il suo potere di risolvere o di ingrandimento è molto più elevata rispetto ad un microscopio a luce ordinaria. Anche se i microscopi elettronici che sono in uso oggi hanno la capacità di ingrandire gli oggetti fino a due milioni di volte, eppure sono ancora basate sul prototipo che è stata la prima volta da Ruska e ha fatto la correlazione tra la risoluzione e lunghezza d'onda.

Il microscopio elettronico è uno dei componenti essenziali di molti laboratori moderni. Viene utilizzato dai ricercatori per esaminare le cellule e microrganismi, i campioni di biopsia medico, varie molecole di grandi dimensioni, strutture cristalline e metallo, e le caratteristiche intrinseche di una varietà di superfici.

Il microscopio elettronico è ampiamente utilizzato per varie applicazioni nell'industria come l'analisi di fallimento, qualità, e controllo, in particolare nella fabbricazione di dispositivi a semiconduttore. Ci sono vari tipi di microscopi elettronici a disposizione in questi giorni, riportate di seguito sono alcuni di loro.

Tipi di microscopi elettronici

Microscopio elettronico a trasmissione, o TEM: In questo strumento un fascio di elettroni viene utilizzato per formare l'immagine del campione, in assenza di luce essere coinvolti. L'immagine del campione può essere studiata su uno schermo che è rivestito fosforo, e le micrografie elettroniche, o le immagini, sono realizzate su pellicola o lastre fotografiche. Una punta metallica estremamente tagliente, un singolo cristallo di Hexaboride lantanio, o un filamento di tungsteno riscaldata è la sorgente del fascio di elettroni. Una tensione elevata è utilizzata per accelerare il fascio di elettroni in una colonna verticale, che viene fatto sotto vuoto, e elettro-magnetici lenti sono usati per concentrare esso.

Non è possibile focalizzare gli elettroni utilizzando lenti di vetro. Come dato di fatto, un fascio di elettroni può essere fermato da un pezzo anche estremamente sottile di vetro. Le tensioni che vengono utilizzati per accelerare il fascio di elettroni può variare da poche migliaia a pareggiare a milioni di volt. I campioni che vengono esaminati da un microscopio elettronico a trasmissione devono essere estremamente sottile, come ad esempio 50 nanometri, o anche meno.

Microscopio Elettronico a Scansione, o SEM: Il microscopio elettronico è molto diverso dal microscopio di trasmissione elettronica. In questo, l'immagine del campione non viene creata utilizzando elettroni direttamente. Invece, gli elettroni vengono utilizzati in modo tale da eccitare, in modo che emana elettroni secondari, quali rivelatori raccogliere e utilizzare per creare un'immagine. La maggior parte immagini al microscopio elettronico che si vedono in libri e articoli sono immagini di elettroni secondari. Tuttavia, a parte gli elettroni secondari generazione, la trave risulta anche in dispersione loro. Un'immagine può anche essere formato da questi elettroni retrodiffusi. Come dato di fatto, sono interazioni fascio diverse del campione che creano le informazioni utili. Ad esempio, il fascio di elettroni può anche causare raggi X per essere emessa dal campione. Un rivelatore separato può raccogliere questi, che possono essere utilizzati per studiare i componenti elementari che il campione è costituito da, o può anche essere utilizzato per creare la mappa elementare il campione su uno schermo video.

Scanning Tunneling Microscope, STM o: Questa è stata un'invenzione di Heinrich Rohrer e Gerd Binnig presso il laboratorio IBM di Zurigo, Svizzera. Il microscopio elettronico consente di ottenere immagini di superfici che sono conduttori su scala atomica di 0,2 nanometri o 2 x 10-10 m. Viene anche utilizzato per alterare il materiale che viene osservata con la manipolazione di singoli atomi, che contribuisce ad innescare reazioni chimiche. E, anche di creare ioni di singoli elettroni sono stati tolti dal atomi e poi tornare indietro alla atomi dalla sostituzione degli elettroni.

Il Microscopio Elettronico a Scansione trasmissione, o STEM: Questo è solo un normale microscopio elettronico a trasmissione con un sistema di scansione aggiunto ad esso. Invece di utilizzare un unico fascio di elettroni, una piccola macchia è utilizzata per analizzare il campione con l'immagine viene raccolto su un rivelatore sotto il campione. Questo strumento è particolarmente efficace per la microanalisi a raggi X di piccole parti di fette sottili di campioni.