원자현미경 광학현미경 이미징 원리의 유사점과 차이점
전자현미경은 전자광학의 개념을 바탕으로 광선이나 광학렌즈가 아닌 전자빔과 전자렌즈를 이용하여 물질의 복잡한 디테일을 초고배율로 가시화하는 장치이다.
전자현미경이 인접한 두 지점 사이를 연결할 수 있는 최단 거리는 분해능을 설명하는 데 사용됩니다. 1970s의 투과 전자 현미경의 해상도는 대략 0.3 나노미터였습니다(인간의 눈의 분해능은 약 0.1 밀리미터). 전자현미경의 최대 배율이 300만 배를 넘어선 지금은 광학현미경의 최대 배율이 약 2000배에 불과한데 비해 전자현미경을 이용하면 일부 중금속의 원자와 결정의 규칙적인 원자 격자를 직접 관찰할 수 있다.
1931년 독일 과학자 Knorr-Bremse와 Ruska가 냉음극 방전 전자원과 3개의 전자 렌즈로 고전압 오실로스코프를 수정했을 때 10배 이상 확대된 이미지를 얻을 수 있어 확대 이미징의 가능성을 확인했습니다. 전자 현미경을 사용하여. Ruska의 발전 이후 1932년에 전자현미경의 분해능은 당시 광학현미경의 거의 10배인 50나노미터에 도달했습니다. 그 결과 사람들은 전자 현미경에 더 많은 관심을 갖기 시작했습니다.
전자렌즈의 회전 비대칭을 교정하기 위해 미국의 Hill은 1940s에서 난시를 활용했습니다. 이러한 혁신은 전자현미경의 분해능을 발전시켰고 결국 오늘날의 수준에 도달했습니다. 1958년 중국에서 해상도 3나노미터의 투과형 전자현미경을 성공적으로 만들었고, 1979년 중국에서는 해상도 0.3나노미터의 대형 전자현미경을 생산했다.
전자현미경의 분해능은 광학현미경보다 훨씬 크지만, 전자현미경은 진공 상태에서 작동해야 하고 전자빔의 조사는 생물학적 시료에 방사선 손상을 일으키기 때문에 생물을 관찰하는 데 어려움이 있습니다. 또한 전자포의 밝기와 전자렌즈의 구경을 어떻게 향상시킬 것인지에 대한 추가 연구가 필요하다.
전자현미경의 필수 척도는 분해능이며, 이는 재료를 통과할 때 입사각과 전자빔의 파장에 따라 달라집니다. 전자빔의 파장은 가속 전압과 관련이 있는 반면, 가시광선의 파장은 300에서 700나노미터입니다. 가속 전압이 50~100kV일 때 전자빔 파장은 대략 0.0053~0.0037나노미터입니다. 전자빔의 원추각이 광학현미경의 1%에 불과하더라도 전자빔의 파장이 파장보다 훨씬 짧기 때문에 전자현미경의 분해능은 여전히 광학현미경보다 훨씬 더 큽니다. 가시 광선의.
