Hvorfor kræver et elektronmikroskop et vakuumsystem?
På grund af den langsomme bevægelse af elektroner i luft er det nødvendigt at opretholde elektronmikroskopets vakuumgrad gennem et vakuumsystem. Ellers vil molekyler i luften blokere emissionen af elektronstrålen og forhindre billeddannelse. Forbind to typer vakuumpumper i serie for at opnå vakuum i elektronmikroskoprøret. Når elektronmikroskopet startes, opnår første trins rotationspumpe lavt vakuum som forvakuum for andet trins pumpe; Det andet trin bruger en oliediffusionspumpe til at opnå højvakuum.
Scanningselektronmikroskopi bruger-højenergielektronstråler til at scanne og afbilde objekter. For at sikre billedopløsning skal elektronstrålen kollimeres og fokuseres som en stråle. Hvis det ikke var for vakuumet eller den utilstrækkelige vakuumgrad, ville høj-elektronstråler blive absorberet eller spredt, når de rammer luftmolekyler, hvilket forstyrrer deres kollimation og gør det umuligt at afbilde dem.
Vakuum har to funktioner: Den ene er at forhindre luftmolekyler i at sprede elektroner, hvilket kan føre til dårlig fokusering af elektronstrålen; En anden er at undgå tab af elektronenergi efter kollision med luftmolekyler.
Betydningen af vakuum til elektronmikroskopi: Vakuum spiller en meget vigtig rolle i elektronmikroskopi. Når elektronmikroskopet fungerer, vil hele elektronstrålebanen og prøven, der skal analyseres, blive placeret i et højvakuummiljø. Hvis vakuumgraden ikke er høj nok, kan der forekomme interelektrodeafladning mellem elektronkanonens gate og anode, hvilket kan brænde glødetråden ud. Kollisioner mellem elektronstrålen og resterende luftpartikler kan også forårsage spredning, hvilket kan forhindre elektroner i elektronstrålen i at nå prøven eller forvrænge analysen.
Elektronmikroskopers vakuumkrav: For at lade elektronerne i elektronstrålen bevæge sig så jævnt som muligt, skal vakuumgraden af elektronmikroskoper normalt nå et højt vakuum i størrelsesordenen 1E-7mbar eller endda et ultra-højvakuum af størrelsesordenen 1E-10mbar; Udover vakuumgraden er vibrationsniveauet under vakuumpumpens drift også afgørende. På grund af elektronstrålens lille tværsnit er positioneringsnøjagtigheden på prøven meget høj, og denne nøjagtighed kan kun opretholdes i et miljø med ekstremt lave vibrationsniveauer; For at undgå oliedampforurening af prøven eller mikroskopets indre komponenter er det desuden bedst at bruge en oliefri tør vakuumpumpe.
