Instrumento para microscópio eletrônico

Microscópio eletrônico, microscópio que atinge uma resolução extremamente alta usando um feixe de elétrons em vez de um feixe de luz para iluminar o objeto de estudo.

metalurgia: microscopia eletrônica

Houve um grande progresso no uso de feixes de elétrons energéticos finamente focados para examinar metais. Microscópio eletrônico s

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História

Pesquisas fundamentais realizadas por muitos físicos no primeiro quartel do século 20 sugeriram que os raios catódicos (elétrons) podem ser utilizados de alguma maneira para aumentar a resolução do microscópio. O físico francês Louis de Broglie, em 1924, abriu o caminho com a sugestão de que os feixes de elétrons poderiam ser considerados como uma forma de movimento das ondas. De Broglie derivou a fórmula para seu comprimento de onda, que mostrou que, por exemplo, para elétrons acelerados em 60.000 volts (ou 60 quilovolts [k]), o comprimento de onda efetivo seria 0,05 angstrom (Å) —ie, 1 / 100.000 do verde leve. Se essas ondas pudessem ser usadas em um microscópio, resultaria em um aumento considerável na resolução. Em 1926, foi demonstrado que os campos magnéticos ou eletrostáticos poderiam servir como lentes para elétrons ou outras partículas carregadas. Essa descoberta iniciou o estudo da óptica eletrônica e, em 1931, os engenheiros elétricos alemães Max Knoll e Ernst Ruska haviam desenvolvido um microscópio eletrônico de duas lentes que produzia imagens da fonte de elétrons. Em 1933, foi construído um microscópio eletrônico primitivo, que fotografava uma amostra em vez da fonte de elétrons e, em 1935, Knoll produziu uma imagem digitalizada de uma superfície sólida. A resolução do microscópio óptico foi logo superada.

O físico alemão Manfred, Freiherr (barão) von Ardenne e o engenheiro eletrônico britânico Charles Oatley lançaram as bases da microscopia eletrônica de transmissão (na qual o feixe de elétrons viaja através da amostra) e da microscopia eletrônica de varredura (na qual o feixe de elétrons ejeta da amostra elétrons que são então analisados), mais notavelmente registrados no livro de Ardenne, Elektronen-Übermikroskopie (1940). O progresso na construção de microscópios eletrônicos foi atrasado durante a Segunda Guerra Mundial, mas recebeu um impulso em 1946 com a invenção do estigmator, que compensa o astigmatismo da lente objetiva, após o que a produção se tornou mais generalizada.

O microscópio eletrônico de transmissão (TEM) pode representar imagens de até 1 micrômetro de espessura. Os microscópios eletrônicos de alta tensão são semelhantes aos TEMs, mas funcionam com tensões muito mais altas. O microscópio eletrônico de varredura (SEM), no qual um feixe de elétrons é varrido sobre a superfície de um objeto sólido, é usado para criar uma imagem dos detalhes da estrutura da superfície. O microscópio eletrônico de varredura ambiental (ESEM) pode gerar uma imagem digitalizada de uma amostra em uma atmosfera, ao contrário do MEV, e é passível de estudo de amostras úmidas, incluindo alguns organismos vivos.

As combinações de técnicas deram origem ao microscópio eletrônico de varredura de transmissão (STEM), que combina os métodos de TEM e SEM, e ao microanalisador de sonda eletrônica, ou analisador de microssonda, que permite uma análise química da composição dos materiais a ser feita usando o feixe de elétrons incidente para estimular a emissão de raios X característicos pelos elementos químicos presentes na amostra. Esses raios-X são detectados e analisados ​​por espectrômetros incorporados ao instrumento. Os analisadores de microssonda são capazes de produzir uma imagem de varredura eletrônica, para que a estrutura e a composição possam ser facilmente correlacionadas.

Outro tipo de microscópio eletrônico é o microscópio de emissão de campo, no qual um forte campo elétrico é usado para extrair elétrons de um fio montado em um tubo de raios catódicos.