Microscopi electrònic, microscopi que aconsegueix una resolució extremadament alta utilitzant un feix d’electrons en lloc d’un feix de llum per il·luminar l’objecte d’estudi.
metal·lúrgia: Microscòpia electrònica
S'han realitzat grans avenços en la utilització de feixos de electrons energètics finament centrats per examinar metalls. Microscopi electrònic s
Història
La investigació fonamental de molts físics del primer quart del segle XX va suggerir que els rajos catòdics (és a dir, electrons) podrien utilitzar-se d’alguna manera per augmentar la resolució del microscopi. El físic francès Louis de Broglie el 1924 va obrir el camí amb el suggeriment que els feixos d’electrons podrien ser considerats com una forma de moviment d’ones. De Broglie va derivar la fórmula per a la seva longitud d’ona, que va demostrar que, per exemple, per a electrons accelerats per 60.000 volts (o 60 quilovolts [k]), la longitud d’ona efectiva seria de 0,05 angstrom (Å) —ie, 1/100.000 de verd. llum Si aquestes ones es poguessin utilitzar en un microscopi, es produiria un augment considerable de la resolució. El 1926 es va demostrar que els camps magnètics o electrostàtics podrien servir de lents per a electrons o altres partícules carregades. Aquest descobriment va iniciar l’estudi de l’òptica d’electrons i el 1931 els enginyers elèctrics alemanys Max Knoll i Ernst Ruska havien ideat un microscopi electrònic de dues lents que produïa imatges de la font d’electrons. El 1933 es va construir un microscopi electrònic primitiu que va imaginar un espècimen més que la font d’electrons, i el 1935 Knoll va produir una imatge escanejada d’una superfície sòlida. La resolució del microscopi òptic es va superar aviat.
El físic alemany Manfred, Freiherr (baró) von Ardenne i l'enginyer electrònic britànic Charles Oatley van posar les bases de la microscòpia electrònica de transmissió (en la qual el feix d'electrons viatja a través de la mostra) i de la microscòpia electrònica d'escaneig (en la qual el feix d'electrons expulsa de la mostra un altre electrons que després s’analitzen), que es registren sobretot al llibre d’Ardenne, Elektronen-Übermikroskopie (1940). El progrés de la construcció de microscopis electrònics es va retardar durant la Segona Guerra Mundial, però va rebre un impuls el 1946 amb la invenció de l'estigmador, que compensa l'astigmatisme de la lent objectiu, després de la qual la producció es va estendre.
El microscopi electrònic de transmissió (TEM) pot imaginar exemplars de fins a 1 micrometre d'espessor. Els microscopis electrònics d’alta tensió són similars als TEM, però funcionen a tensions molt més altes. El microscopi electrònic d’escaneig (SEM), en què s’escaneja un feix d’electrons sobre la superfície d’un objecte sòlid, s’utilitza per construir una imatge dels detalls de l’estructura superficial. El microscopi electrònic d’exploració ambiental (ESEM) pot generar una imatge escanejada d’un exemplar en una atmosfera, a diferència del SEM, i és susceptible d’estudi d’exemplars humits, inclosos alguns organismes vius.
Les combinacions de tècniques han donat lloc al microscopi electrònic de transmissió d’escaneig (STEM), que combina els mètodes de TEM i SEM, i el microanalitzador d’electrons-sonda, o un analitzador de microproves, que permet fer una anàlisi química de la composició dels materials mitjançant. el feix d'electrons incident per excitar l'emissió de rajos X característics per part dels elements químics de l'exemplar. Aquests raigs X són detectats i analitzats per espectròmetres incorporats a l'instrument. Els analitzadors de microprobes són capaços de produir una imatge d’escaneig d’electrons de manera que es poden correlacionar fàcilment l’estructura i la composició.
Un altre tipus de microscopi electrònic és el microscopi d’emissió de camp, en el qual s’utilitza un camp elèctric fort per treure electrons d’un fil muntat en un tub de raigs catòdics.
