광학 현미경과 전자 현미경의 차이점은 무엇입니까?
일반적인 광학 현미경은 가시광선을 사용하여 시료를 조명하고 일련의 유리 렌즈를 사용하여 시료의 이미지를 확대합니다. 빛을 사용하기 때문에 표본을 대기 중이나 일부 응용 분야의 경우 소량의 물이나 기름에 넣어 현미경 아래에 놓을 수 있습니다. 복합 광학 현미경의 경우 내부 세부 사항을 볼 수 있도록 빛이 통과하기를 원하기 때문에 일반적으로 표본이 얇아야 합니다. 이는 일반적으로 샘플의 단면을 절단하는 것을 의미하지만, 샘플에 따라 단면의 두께는 약 1~20 마이크론일 수 있습니다. 입체현미경이나 해부광학현미경을 사용하면 일반적으로 샘플 표면만 보기 때문에 그러한 요구 사항이 없습니다. 확대된 이미지를 접안렌즈를 통해 광학현미경으로 관찰하고,
전자현미경은 조심스럽게 제어되는 전자빔을 조명의 한 형태로 사용합니다. 빔은 전자가 통과하는 중앙 구멍이 있는 강력한 전자기 코일인 일련의 전자기 렌즈에 의해 제어되고 집중됩니다. 렌즈는 샘플에 닿는 광선을 제어하고 샘플의 이미지를 확대합니다. 전자빔으로 작업하기 때문에 전체 전자 광학 시스템은 고진공 상태에 있어야 합니다. 이는 샘플이 진공 환경에 적합해야 함을 의미합니다. 투과전자현미경(TEM)에서는 전자가 시료를 통과해야 하므로 시료는 0.1 마이크론 미만으로 매우 얇아야 합니다. 확대된 이미지는 형광 스크린에 표시되지만 스크린 아래 또는 위에 장착된 CCD 카메라로 기록할 수 있습니다.
주사전자현미경(SEM)은 표본 표면을 매우 주의 깊게 관찰한다는 점에서 광학 해부 현미경과 매우 유사하므로 표본이 얇을 필요는 없습니다. SEM에서는 미세하게 집중된 전자빔으로 샘플을 스캔하므로 샘플은 고진공을 견딜 수 있어야 하며 합리적으로 전도성이 있어야 합니다. (이것은 전자 흐름을 샘플에 쏟아 붓고 전류를 전도해야 하기 때문입니다.) SEM 샘플은 종종 전도성을 만들기 위해 탄소 또는 금속(예: 금 또는 크롬)의 매우 얇은 코팅으로 코팅됩니다.
위의 설명은 물리적 계측의 차이점을 설명하고 전자현미경이 광학현미경보다 더 크고 복잡하다는 점은 언급하지도 않았습니다. 그러나 광학현미경과 전자현미경의 주요 차이점은 분해능, 즉 매우 작은 세부 사항을 분해하는 능력입니다. 분해능은 궁극적으로 광학 현미경에서 빛의 파장과 전자 현미경에서 전자빔의 유효 파장에 의해 제한됩니다. 가시광선의 파장은 대략 {{0}} 나노미터 범위에 있으므로 광학 현미경의 최적 분해능은 대략 200 나노미터(0)입니다. 2 마이크로미터). 200킬로볼트에서 작동하는 TEM의 경우 전자빔의 파장은 0.0025나노미터이고, 이러한 기기의 실제 분해능은 약 0.2나노미터로 광학현미경보다 1000배 더 좋습니다. 고급 TEM은 0.1나노미터에 가까운 해상도를 가질 수 있으며, 많은 TEM은 규칙적인 구조의 원자를 이미지화할 수 있습니다.
배율은 단순히 물체가 실제 크기와 비교하여 눈이나 화면에 나타나는 비율이므로 매우 우수한 광학 현미경은 최대 배율이 1000-2000x이고 고품질의 최대 사용 가능한 배율이 있음을 의미합니다. TEM은 1-2백만 번입니다. SEM의 경우 해상도에 영향을 미치는 다른 요소가 많이 있으며 사용 가능한 최대 배율은 약 300000x입니다.
보시다시피 광학현미경과 전자현미경 사이에는 실제로 많은 차이점이 있으며 해상도 문제가 주요 문제입니다. 실제 응용 분야에서 사용할 장비 유형의 선택은 궁극적으로 필요한 분해능과 배율, 시료 준비의 용이성에 따라 달라집니다.
