Komponenter i et elektronmikroskop
Elektronkilde: Det er en katode, der frigiver frie elektroner, og en ringformet anode accelererer elektroner. Spændingsforskellen mellem katoden og anoden skal være meget høj, typisk mellem flere tusinde volt og tre millioner volt.
Elektroner: Bruges til at fokusere elektroner. Generelt bruges magnetiske linser, og nogle gange bruges elektrostatiske linser også. Elektronlinsens funktion er den samme som den optiske linse i det optiske mikroskop. Fokus på den optiske linse er fast, men fokus på den elektroniske linse kan justeres, så elektronmikroskopet ikke har et bevægeligt linsesystem som et optisk mikroskop.
Vakuumanordning: Vakuumanordningen bruges til at sikre vakuumtilstanden inde i mikroskopet, så elektroner ikke absorberes eller afbøjes på deres vej.
Prøveholder: Prøver kan placeres stabilt på prøveholderen. Derudover er der ofte enheder, der kan bruges til at ændre prøven (såsom flytning, rotation, opvarmning, afkøling, forlængelse osv.).
Detektor: Et signal eller sekundært signal, der bruges til at indsamle elektroner. Projektionen af en prøve kan opnås direkte ved at bruge et transmissionselektronmikroskop (Transmission Electron Microscopy TEM). Elektroner passerer gennem prøven i dette mikroskop, så prøven skal være meget tynd. Atomvægten af de atomer, der udgør prøven, spændingen, hvormed elektronerne accelereres, og den ønskede opløsning bestemmer tykkelsen af prøven. Tykkelsen af prøven kan variere fra nogle få nanometer til nogle få mikrometer. Jo højere atommasse og jo lavere spænding, jo tyndere skal prøven være.
Ved at ændre objektivets linsesystem kan man direkte forstørre billedet i objektivets brændpunkt. Herfra kan man få elektrondiffraktionsbilleder. Ved hjælp af dette billede kan prøvens krystalstruktur analyseres.
I Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) måler folk ændringer i elektronernes hastighed, når de passerer gennem en prøve. Ud fra dette kan den kemiske sammensætning af prøven udledes, såsom fordelingen af kemiske elementer i prøven.
Anvendelse af elektronmikroskoper
Elektronmikroskoper kan opdeles i transmissionselektronmikroskoper, scanningselektronmikroskoper, refleksionselektronmikroskoper og emissionselektronmikroskoper i henhold til deres strukturer og anvendelser. Transmissionselektronmikroskoper bruges ofte til at observere de fine materialestrukturer, som ikke kan opløses med almindelige mikroskoper; scanningselektronmikroskoper bruges hovedsageligt til at observere morfologien af faste overflader og kan også kombineres med røntgendiffraktometre eller elektronenergispektrometre for at danne elektroniske mikroprober til materialesammensætningsanalyse; emissionselektronmikroskopi til undersøgelse af selvemitterende elektronoverflader.
Transmissionselektronmikroskopet er opkaldt efter, at elektronstrålen trænger ind i prøven og derefter forstørrer billedet med elektronlinsen. Dens optiske vej ligner den for et optisk mikroskop. I denne type elektronmikroskop skabes kontrasten i billeddetaljerne ved spredning af elektronstrålen af prøvens atomer. Den tyndere eller lavere tæthedsdel af prøven har mindre elektronstrålespredning, så flere elektroner passerer gennem den objektive membran og deltager i billeddannelsen og fremstår lysere på billedet. Omvendt ser tykkere eller tættere dele af prøven mørkere ud på billedet. Hvis prøven er for tyk eller for tæt, vil kontrasten i billedet forringes, eller endda blive beskadiget eller ødelagt ved at absorbere elektronstrålens energi.
