什么是電子顯微鏡(Electron Microscope)？
電子顯微鏡是一種使用電子而不是光子的顯微鏡——就像傳統的光學顯微鏡那樣——進行成像。由于電子的波長比光子小得多，因此它們提供了更大的放大倍數。電子是環繞原子核運行并攜帶電荷的微小"衛星"–這些粒子非常小，在...
電子顯微鏡是一種使用電子而不是光子的顯微鏡——就像傳統的光學顯微鏡那樣——進行成像。由于電子的波長比光子小得多，因此它們提供了更大的放大倍數。電子是環繞原子核運行并攜帶電荷的微小"衛星"–這些粒子非常小，在物理學中，它們通常被建模為點。然而光波要大得多，例如綠色的波長約為500納米。
一個原子中有電子圍繞著它運行。最好的光學顯微鏡只能提供大約2000倍的樣品放大倍數，而有些則電子顯微鏡可以將樣品放大5000萬倍；相比之下，200萬倍是更典型的。它的分辨率限制在0.1納米左右，可以觀察表面上的單個原子。這種顯微鏡發明于1931年，當時第一臺工作樣機由恩斯特·魯斯卡（Ernst Ruska）和馬克斯·諾爾（Max Knoll）制造由于他的成就，Ruska最終被授予諾貝爾物理學獎（1986年）。這種顯微鏡有四種類型，前兩種是最常見的：透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、反射電子顯微鏡（REM），掃描透射電子顯微鏡（STEM）。TEM是最初發明的電子顯微鏡。使用對電子半透明的樣品，電子束直接通過樣品發射。另一側的接收器測量每個單獨點的電子密度并將其編譯成灰度圖像。這是樣品的圖像。掃描電子顯微鏡的分辨率比透射電鏡稍低，但仍然是最流行的類型。正如它的名字所暗示的，這種顯微鏡掃描電子束穿過樣品傳感器不是通過分析原始電子束來獲取樣品組成的信息，而是通過主光束的激發來獲取樣品表面釋放的二次電子。這犧牲了樣品3D圖像的一些分辨率。這是非常值得權衡的。大多數掃描電子顯微鏡都是購買和維護非常昂貴。它們需要一個穩定的高壓電源，一個真空泵和冷卻線圈。樣品的制備通常要在樣品上涂上一層薄薄的導電材料，如金。
一個原子中有電子圍繞著它運行。最好的光學顯微鏡只能提供大約2000倍的樣品放大倍數，而有些則電子顯微鏡可以將樣品放大5000萬倍；相比之下，200萬倍是更典型的。它的分辨率限制在0.1納米左右，可以觀察表面上的單個原子。這種顯微鏡發明于1931年，當時第一臺工作樣機由恩斯特·魯斯卡（Ernst Ruska）和馬克斯·諾爾（Max Knoll）制造由于他的成就，Ruska最終被授予諾貝爾物理學獎（1986年）。這種顯微鏡有四種類型，前兩種是最常見的：透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、反射電子顯微鏡（REM），掃描透射電子顯微鏡（STEM）。TEM是最初發明的電子顯微鏡。使用對電子半透明的樣品，電子束直接通過樣品發射。另一側的接收器測量每個單獨點的電子密度并將其編譯成灰度圖像。這是樣品的圖像。掃描電子顯微鏡的分辨率比透射電鏡稍低，但仍然是最流行的類型。正如它的名字所暗示的，這種顯微鏡掃描電子束穿過樣品傳感器不是通過分析原始電子束來獲取樣品組成的信息，而是通過主光束的激發來獲取樣品表面釋放的二次電子。這犧牲了樣品3D圖像的一些分辨率。這是非常值得權衡的。大多數掃描電子顯微鏡都是購買和維護非常昂貴。它們需要一個穩定的高壓電源，一個真空泵和冷卻線圈。樣品的制備通常要在樣品上涂上一層薄薄的導電材料，如金。
- 發表于 2020-09-08 02:01
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- 分類：科學教育
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