Elektronimikroskooppi

Wikipedia

Elektronimikroskooppi.
Suurenna
Elektronimikroskooppi.

Elektronimikroskooppi on mikroskooppi, jossa käytetään näkyvän valon sijasta elektronisuihkua. Tämä mahdollistaa tavallista valomikroskooppia huomattavasti pienempien yksityiskohtien havaitsemisen. Ensimmäisen elektronimikroskoopin rakensi saksalainen fyysikko Ernst Ruska vuonna 1932 toisen saksalaisen fyysikon Max Knollin kanssa. Ruskalle myönnettiin Nobelin fysiikanpalkinto vuonna 1986. Suomen ensimmäisen elektronimikroskoopin rakensi Alvar Wilska.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Elektronimikroskoopin periaate

[muokkaa] Elektronitykki ja säteen ohjaus

Elektronimikroskoopin elektronisuihku muodostetaan mikroskoopin ylimmässä osassa, elektronitykissä. Tykki on sisältä tyhjiö, niin kuin koko mikroskoopin sisäosat. Tykin sisällä on hehkulanka, josta irrotetaan elektroneja korkean jännitteen (20-1000 kV) avulla. Kiihdytetyt elektronit ohjataan mikroskoopin optiikkaan, joka koostuu sähkömagneettilinsseistä ja apertuureista. Elektronisuihku käyttäytyy kuten hiukkassuihku ja sitä voidaan fokusoida ja poikkeuttaa magneettilinssien avulla.

[muokkaa] Kuvan muodostaminen

Elektroneilla voidaan muodostaa kuva seuraavilla tavoilla:

  • 1. Pyyhitään näytteen pintaa suihkulla ja muodostetaan kuva takaisin sironneiden elektronien tai ns. sekundäärielektronien avulla
  • 2. Pyyhitään ohuen näytteen pintaa ja muodostetaan kuva läpimenneiden elektronien avulla
  • 3. Kohdistetaan suihku sopivan leveänä ohuen näytteen pintaan ja muodostetaan läpimenneillä elektroneilla kuva fluresoivalle levylle

Kohdan 1. kuvan muodostukseen käytetään ns. pyyhkäisyelektronimikroskooppia (engl. Scanning Electron Microscope, SEM), kohdan 2. kuvan muodostukseen ns. pyyhkäisy-läpivalaisuelektronimikroskooppia (engl. Scanning Transmission Electron Microscope, STEM) ja kohdan 3. kuvan muodostukseen ns. läpivalaisuelektronimikroskooppia (engl. Transmission Elektron Microscope, TEM).

[muokkaa] Elektronidiffraktio

Elektronisuihku käyttäytyy kiteisessä materiaalissa kuin aaltoliike, eli siroaa kiderakenteen edellyttämällä tavalla, kuten röntgenaallot. Siksi elektronimikroskooppi antaakin hyvät mahdollisuudet tutkia myös aineen kiderakennetta samanaikaisesti mikroskooppisen tutkimuksen kanssa.

[muokkaa] Analyysilaitteet

Elektronisuihku herättää näytteessä myös röntgensäteilyä, jonka spektriä analysoimalla päästään kiinni tutkittavan materiaalin kemialliseen koostumukseen. Röntgenspektrometrejä on sekä energia- (EDS) että aaltodispersiivisiä (WDS). Läpivalaisumikroskoopissa voidaan mitata myös elektronien näytteen läpäistessään menettämä energia, ns. energy-loss-spektri, joka kertoo myös näytteen koostumuksesta.

[muokkaa] Muut oheislaitteet

Elektroniikan ja tietotekniikan kehittyminen on mahdollistanut myös ns. kuva-analyysin teon elektronimikroskoopissa. Näin esimerkiksi sulkeuma-analyysin teko SEM:iin kytketyn röntgenanalysaattorin ja kuva-analysaattorin avulla on antanut sulametallurgiaan uutta ulottuvuutta.


Commons
Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä.
Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.