Composants d'un microscope électronique
Source d'électrons : C'est une cathode qui libère des électrons libres, et une anode en forme d'anneau accélère les électrons. La différence de tension entre la cathode et l'anode doit être très élevée, typiquement entre plusieurs milliers de volts et trois millions de volts.
Electrons : Utilisé pour focaliser les électrons. Généralement, des lentilles magnétiques sont utilisées, et parfois des lentilles électrostatiques sont également utilisées. La fonction de la lentille électronique est la même que celle de la lentille optique dans le microscope optique. La mise au point de la lentille optique est fixe, mais la mise au point de la lentille électronique peut être ajustée, de sorte que le microscope électronique n'a pas de système de lentille mobile comme un microscope optique.
Dispositif à vide : Le dispositif à vide est utilisé pour assurer l'état de vide à l'intérieur du microscope, afin que les électrons ne soient pas absorbés ou déviés sur leur chemin.
Porte-échantillon : Les échantillons peuvent être placés sur le porte-échantillon de manière stable. De plus, il existe souvent des dispositifs qui peuvent être utilisés pour changer l'échantillon (tels que le déplacement, la rotation, le chauffage, le refroidissement, l'allongement, etc.).
Détecteur : un signal ou un signal secondaire utilisé pour collecter des électrons. La projection d'un échantillon peut être obtenue directement en utilisant un microscope électronique à transmission (Transmission Electron Microscopy TEM). Les électrons traversent l'échantillon dans ce microscope, l'échantillon doit donc être très fin. Le poids atomique des atomes composant l'échantillon, la tension à laquelle les électrons sont accélérés et la résolution souhaitée déterminent l'épaisseur de l'échantillon. L'épaisseur de l'échantillon peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres. Plus la masse atomique est élevée et plus la tension est faible, plus l'échantillon doit être mince.
En changeant le système de lentille de l'objectif, on peut agrandir directement l'image au point focal de l'objectif. A partir de celle-ci, on peut obtenir des images de diffraction électronique. En utilisant cette image, la structure cristalline de l'échantillon peut être analysée.
Dans la microscopie électronique à transmission filtrée par énergie (EFTEM), les gens mesurent les changements de vitesse des électrons lorsqu'ils traversent un échantillon. À partir de là, la composition chimique de l'échantillon peut être déduite, telle que la distribution des éléments chimiques dans l'échantillon.
Utilisations des microscopes électroniques
Les microscopes électroniques peuvent être divisés en microscopes électroniques à transmission, microscopes électroniques à balayage, microscopes électroniques à réflexion et microscopes électroniques à émission selon leurs structures et leurs utilisations. Les microscopes électroniques à transmission sont souvent utilisés pour observer les structures matérielles fines qui ne peuvent pas être résolues par des microscopes ordinaires; les microscopes électroniques à balayage sont principalement utilisés pour observer la morphologie des surfaces solides, et peuvent également être combinés avec des diffractomètres à rayons X ou des spectromètres d'énergie électronique pour former des microsondes électroniques pour l'analyse de la composition des matériaux ; microscopie électronique d'émission pour l'étude des surfaces d'électrons auto-émetteurs.
Le microscope électronique à transmission porte le nom du faisceau d'électrons qui pénètre dans l'échantillon, puis agrandit l'image avec la lentille électronique. Son chemin optique est similaire à celui d'un microscope optique. Dans ce type de microscope électronique, le contraste des détails de l'image est créé par la diffusion du faisceau d'électrons par les atomes de l'échantillon. La partie la plus fine ou à plus faible densité de l'échantillon a moins de diffusion du faisceau d'électrons, de sorte que plus d'électrons traversent le diaphragme objectif et participent à l'imagerie, et apparaissent plus brillants dans l'image. Inversement, les parties plus épaisses ou plus denses de l'échantillon apparaissent plus sombres sur l'image. Si l'échantillon est trop épais ou trop dense, le contraste de l'image va se détériorer, voire être endommagé ou détruit en absorbant l'énergie du faisceau d'électrons.
