Mikroskop elektron, mikroskop yang mencapai resolusi sangat tinggi menggunakan berkas elektron alih-alih seberkas cahaya untuk menerangi objek penelitian.
metalurgi: Mikroskop elektron
Kemajuan besar telah dibuat dalam menggunakan berkas elektron energik yang difokuskan untuk memeriksa logam. Mikroskop elektron s
Sejarah
Penelitian fundamental oleh banyak fisikawan pada kuartal pertama abad ke-20 menunjukkan bahwa sinar katoda (yaitu, elektron) dapat digunakan dalam beberapa cara untuk meningkatkan resolusi mikroskop. Fisikawan Perancis Louis de Broglie pada tahun 1924 membuka jalan dengan saran bahwa berkas elektron dapat dianggap sebagai bentuk gerak gelombang. De Broglie memperoleh rumus untuk panjang gelombangnya, yang menunjukkan bahwa, misalnya, untuk elektron yang dipercepat 60.000 volt (atau 60 kilovolt [k]), panjang gelombang efektif adalah 0,05 angstrom (Å) —yaitu, 1 / 100.000 dari hijau cahaya. Jika gelombang tersebut dapat digunakan dalam mikroskop, maka peningkatan resolusi yang cukup akan menghasilkan. Pada tahun 1926 ditunjukkan bahwa medan magnet atau elektrostatik dapat berfungsi sebagai lensa untuk elektron atau partikel bermuatan lainnya. Penemuan ini mengawali studi optik elektron, dan pada tahun 1931 insinyur listrik Jerman Max Knoll dan Ernst Ruska telah merancang mikroskop elektron dua lensa yang menghasilkan gambar dari sumber elektron. Pada tahun 1933 sebuah mikroskop elektron primitif dibangun yang mencitrakan spesimen daripada sumber elektron, dan pada 1935 Knoll menghasilkan gambar yang dipindai dari permukaan padat. Resolusi mikroskop optik segera dilampaui.
Fisikawan Jerman Manfred, Freiherr (baron) von Ardenne, dan insinyur elektronik Inggris Charles Oatley meletakkan dasar-dasar mikroskop elektron transmisi (di mana berkas elektron bergerak melalui spesimen) dan pemindaian mikroskop elektron (di mana berkas elektron mengeluarkan dari sampel lainnya) elektron yang kemudian dianalisis), yang paling dicatat dalam buku Ardenne, Elektronen-Übermikroskopie (1940). Kemajuan lebih lanjut dalam pembuatan mikroskop elektron ditunda selama Perang Dunia II tetapi menerima dorongan pada tahun 1946 dengan penemuan stigmator, yang mengkompensasi astigmatisme lensa objektif, setelah itu produksi menjadi lebih luas.
Mikroskop elektron transmisi (TEM) dapat memetakan spesimen dengan ketebalan hingga 1 mikrometer. Mikroskop elektron tegangan tinggi mirip dengan TEM tetapi bekerja pada tegangan yang jauh lebih tinggi. Scanning electron microscope (SEM), di mana berkas elektron dipindai di atas permukaan benda padat, digunakan untuk membangun gambar detail dari struktur permukaan. Mikroskop elektron pemindaian lingkungan (ESEM) dapat menghasilkan gambar yang dipindai dari spesimen di atmosfer, tidak seperti SEM, dan setuju untuk mempelajari spesimen lembab, termasuk beberapa organisme hidup.
Kombinasi teknik telah memunculkan pemindaian mikroskop elektron transmisi (STEM), yang menggabungkan metode TEM dan SEM, dan microanalyzer probe-elektron, atau penganalisis mikroprobe, yang memungkinkan analisis kimiawi komposisi bahan yang akan dibuat menggunakan sinar elektron datang untuk mengeluarkan emisi sinar-X karakteristik oleh unsur-unsur kimia dalam spesimen. Sinar-X ini dideteksi dan dianalisis dengan spektrometer yang terpasang pada instrumen. Alat analisis microprobe mampu menghasilkan gambar pemindaian elektron sehingga struktur dan komposisi dapat dengan mudah dikorelasikan.
Jenis lain dari mikroskop elektron adalah mikroskop lapangan-emisi, di mana medan listrik yang kuat digunakan untuk menarik elektron dari kawat yang dipasang di tabung sinar-katoda.
