전자현미경과 광학현미경의 장점
서브현미경은 전자광학의 원리에 기초하여 광선과 광학렌즈 대신에 전자빔과 렌즈를 사용하여 물질의 미세한 구조를 매우 높은 배율로 영상화하는 기기이다.
전자현미경의 분해능은 구별할 수 있는 인접한 두 지점 사이의 작은 거리로 표시됩니다. 1970년대 투과전자현미경의 해상도는 약 0.3 나노미터였습니다(사람의 눈의 해상도는 약 0.1 밀리미터였습니다). 요즘 전자현미경은 300만배 이상의 배율을 갖고 있는 반면, 광학현미경은 약 2000배의 배율을 갖고 있다. 따라서 전자현미경은 특정 중금속의 원자와 결정에 깔끔하게 배열된 원자 격자를 직접 관찰할 수 있습니다.
1931년 독일의 Knorr와 Ruska는 냉음극방전 전자원과 3개의 전자렌즈로 고전압 오실로스코프를 개조하여 10배 이상 확대된 영상을 얻어 전자현미경 배율 영상의 가능성을 확인했습니다. 1932년 루스카(Ruska)의 개량으로 전자현미경의 분해능은 당시 광학현미경의 분해능의 약 10배인 50나노미터에 이르렀다. 그 결과 전자현미경이 주목을 받기 시작했다.
1940년대 미국의 힐(Hill)은 전자렌즈의 회전 비대칭성을 난시장치로 보완하여 전자현미경의 해상도에 새로운 돌파구를 마련했고 점차 현대 수준에 도달했습니다. 중국에서는 1958년에 해상도 3나노미터의 투과전자현미경 개발에 성공했고, 1979년에는 해상도 0.3나노미터의 대형전자현미경도 개발됐다.
전자현미경의 분해능은 광학현미경에 비해 월등히 우수하지만, 진공상태에서 작업해야 하기 때문에 살아있는 유기체를 관찰하기 어렵고, 전자빔 조사는 생체시료에 방사선 손상을 일으킬 수도 있다. 전자총 휘도 및 전자렌즈 품질 향상과 같은 다른 문제에 대해서도 추가 연구가 필요합니다.
분해능은 전자현미경의 중요한 지표로, 시료를 통과하는 전자빔의 입사 원뿔 각도 및 파장과 관련이 있습니다. 가시광선의 파장은 약 {{0}} 나노미터인 반면, 전자빔의 파장은 가속 전압과 관련이 있습니다. 가속도 전압이 50-100 kV일 때 전자빔의 파장은 약 0.0053-0.0037 나노미터입니다. 전자빔의 파장은 가시광선의 파장보다 훨씬 작기 때문에 전자빔의 원뿔각이 광학 현미경의 1%에 불과하더라도 전자현미경의 분해능은 훨씬 더 좋습니다. 광학현미경보다.
전자현미경은 튜브, 진공 시스템, 전원 캐비닛의 세 부분으로 구성됩니다. 거울 배럴은 주로 전자총, 전자 렌즈, 샘플 홀더, 형광 스크린 및 사진 메커니즘과 같은 구성 요소로 구성되며 일반적으로 위에서 아래로 실린더로 조립됩니다. 진공 시스템은 추출 파이프라인을 통해 미러 튜브에 연결된 기계식 진공 펌프, 확산 펌프 및 진공 밸브로 구성됩니다. 전원 캐비닛은 고전압 발생기, 여자 전류 안정기, 다양한 조절 및 제어 장치로 구성됩니다.
서브렌즈는 전자현미경 튜브의 중요한 부품입니다. 이는 튜브 축에 대칭인 공간 전기장 또는 자기장을 사용하여 전자 궤적을 축 방향으로 구부려 초점을 형성합니다. 그 기능은 빛의 초점을 맞추는 유리 볼록렌즈의 기능과 비슷해서 전자렌즈라 불린다. 대부분의 현대 전자 현미경은 폴 슈가 있는 코일을 통과하는 안정적인 DC 여기 전류에 의해 생성된 강한 자기장으로 전자의 초점을 맞추는 전자기 렌즈를 사용합니다.
전자총은 텅스텐 와이어 열음극, 게이트, 음극으로 구성된 부품입니다. 균일한 속도로 전자빔을 방출하고 형성할 수 있으므로 가속전압의 안정성이 1/1000 이상이어야 합니다.
