전자현미경의 분류 방법 및 범주
전자현미경은 구조와 용도에 따라 투과전자현미경, 주사전자현미경, 반사전자현미경, 방출전자현미경으로 나눌 수 있다.
투과전자현미경은 일반 현미경으로 구별할 수 없는 미세한 물질 구조를 관찰하는 데 자주 사용됩니다. 주사 전자 현미경은 주로 고체 표면의 형태를 관찰하는 데 사용되며 X선 회절계 또는 전자 에너지 분광계와 결합하여 전자를 형성할 수도 있습니다. 마이크로프로브는 재료 구성 분석에 사용됩니다. 방출 전자 현미경은 자기 방출 전자 표면 연구에 사용됩니다.
투과전자현미경
전자빔이 시료를 투과한 후 전자 렌즈를 사용하여 이미지를 생성하고 확대한 후 이름이 붙여졌습니다. 그 빛의 경로는 광학 현미경의 빛 경로와 유사하며 샘플의 투영을 직접 얻을 수 있습니다. 대물렌즈의 렌즈 시스템을 변경함으로써 대물렌즈의 초점에서 상을 직접 확대할 수 있습니다. 이것으로부터 전자 회절 이미지를 얻을 수 있습니다. 이 이미지는 샘플의 결정 구조를 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 전자 현미경에서 이미지 세부 사항의 대비는 시료의 원자에 의한 전자빔의 산란에 의해 형성됩니다. 전자는 샘플을 통해 이동해야 하므로 샘플은 매우 얇아야 합니다. 샘플의 두께는 샘플을 구성하는 원자의 원자량, 전자가 가속되는 전압, 원하는 분해능에 따라 결정됩니다. 샘플의 두께는 수 나노미터에서 수 마이크로미터까지 다양합니다. 원자량이 높을수록, 전압이 낮을수록 샘플은 더 얇아져야 합니다. 샘플의 얇거나 밀도가 낮은 부분은 전자빔 산란이 적기 때문에 더 많은 전자가 대물 렌즈 조리개를 통과하여 이미징에 참여하여 이미지가 더 밝게 나타납니다. 반대로 샘플의 두껍거나 밀도가 높은 부분은 이미지에서 더 어둡게 나타납니다. 샘플이 너무 두껍거나 조밀하면 이미지의 대비가 저하되고 심지어 전자빔의 에너지를 흡수하여 손상되거나 파괴될 수도 있습니다.
투과전자현미경의 분해능은 {{0}}.1~0.2nm이고, 배율은 수만배에서 수십만배이다. 전자는 물체에 의해 쉽게 산란되거나 흡수되기 때문에 투과력이 낮고, 더 얇은 초박막을 준비해야 합니다(보통 50~100nm).
투과형 전자현미경 배럴의 상단은 전자총입니다. 전자는 텅스텐 필라멘트 열음극에서 방출되어 첫 번째와 두 번째 콘덴서를 통과하여 전자빔의 초점을 맞춥니다. 전자빔이 시료를 통과한 후 대물렌즈에 의해 중간거울에 결상된 후 중간거울과 투사거울에 의해 점차 증폭되어 형광판이나 사진건판에 결상됩니다. 중간 거울은 주로 여기 전류를 조정하며 배율은 수십 배에서 수십만 배까지 지속적으로 변경될 수 있습니다. 중간 거울의 초점 거리를 변경하면 동일한 샘플의 작은 부분에서 전자 현미경 이미지와 전자 회절 이미지를 얻을 수 있습니다. .
주사전자현미경
주사전자현미경의 전자빔은 시료를 통과하지 않고, 시료의 작은 면적에만 전자빔을 최대한 집중시킨 후 한 줄씩 시료를 스캔합니다. 입사 전자는 2차 전자를 샘플 표면에서 여기시키게 합니다. 현미경이 관찰하는 것은 각 지점에서 흩어진 전자입니다. 샘플 옆에 배치된 섬광 결정은 이러한 2차 전자를 받아 증폭하여 브라운관의 전자빔 강도를 변조함으로써 브라운관 형광 스크린의 밝기를 변경합니다. 이미지는 표본의 표면 구조를 반영한 3차원 이미지입니다. 브라운관의 편향 코일은 샘플 표면의 전자빔과 동시에 스캐닝을 유지하므로 브라운관의 형광 스크린은 산업용 TV의 작동 원리와 유사한 샘플 표면의 지형 이미지를 표시합니다. 이러한 현미경의 전자는 샘플을 통해 전송될 필요가 없으므로 전자가 가속되는 전압은 매우 높을 필요가 없습니다.
주사전자현미경의 분해능은 주로 시료 표면의 전자빔 직경에 따라 결정됩니다. 배율은 브라운관의 주사 진폭과 샘플의 주사 진폭의 비율이며 수십 배에서 수십만 배까지 지속적으로 달라질 수 있습니다. 주사전자현미경에는 매우 얇은 샘플이 필요하지 않습니다. 이미지는 강력한 3차원 효과를 가지고 있습니다. 전자빔과 물질의 상호작용으로 발생하는 2차 전자, 흡수전자, X선 등의 정보를 이용해 물질의 구성을 분석할 수 있다.
주사전자현미경의 구성은 전자와 물질 사이의 상호작용에 기초합니다. 고에너지 입사 전자 빔이 물질 표면에 충돌하면 여기 영역에서 2차 전자, 오제 전자, 특성 X선 및 연속 스펙트럼 X선, 후방 산란 전자, 투과 전자 및 가시광선, 자외선 및 전자파가 생성됩니다. 적외선. 해당 지역에서 발생하는 전자기 방사선. 동시에 전자-정공 쌍, 격자 진동(포논) 및 전자 진동(플라즈마)도 생성될 수 있습니다.
