מיקרוסקופ אלקטרונים, מיקרוסקופ שמשיג רזולוציה גבוהה במיוחד באמצעות קרן אלקטרונים במקום קרן אור כדי להאיר את מושא המחקר.
מטלורגיה: מיקרוסקופיית אלקטרונים
התקדמות רבה נעשתה בשימוש בקורות ממוקדות דק של אלקטרונים אנרגטיים לבחינת מתכות. אלקטרונים מיקרוסקופ ים
היסטוריה
מחקר בסיסי של פיסיקאים רבים ברבע הראשון של המאה העשרים הצביע על כך שקרני קתודה (כלומר אלקטרונים) עשויות לשמש בדרך כלשהי כדי להגדיל את רזולוציית המיקרוסקופ. הפיזיקאי הצרפתי לואי דה ברוגלי בשנת 1924 פתח את הדרך עם ההצעה שקרני אלקטרונים עשויות להיחשב כסוג של תנועת גלים. דה ברוגלי הוציא את הנוסחה עבור אורך הגל שלהם, והראה כי למשל עבור אלקטרונים המואצים ב 60,000 וולט (או 60 קילוולט [k]), אורך הגל היעיל יהיה 0.05 אנגסטרום (Å) - 1, 100,000 זה של ירוק אור. אם ניתן להשתמש בגלים כאלה במיקרוסקופ, אז תופיע עלייה ניכרת ברזולוציה. בשנת 1926 הודגם ששדות מגנטיים או אלקטרוסטטיים יכולים לשמש עדשות לאלקטרונים או חלקיקים טעונים אחרים. תגלית זו יזמה את חקר האופטיקה האלקטרונית, ועד שנת 1931 מהנדסי החשמל הגרמניים מקס קנול וארנסט רוסקה המציאו מיקרוסקופ אלקטרוני עם שתי עדשות שהפיק תמונות של מקור האלקטרונים. בשנת 1933 נבנה מיקרוסקופ אלקטרוני פרימיטיבי שצילם דגימה ולא את מקור האלקטרונים, ובשנת 1935 ייצר קנול תמונה סרוקה של משטח יציב. מהר מאוד עלה הרזולוציה של המיקרוסקופ האופטי.
הפיזיקאי הגרמני מנפרד, פרייהר (בארון) פון ארדן, והמהנדס האלקטרוני הבריטי צ'רלס אוטלי הניחו את היסודות למיקרוסקופיית האלקטרונים העבריים (בהם קרן האלקטרונים עוברת דרך הדגימה) וסריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים (בה קרן האלקטרונים יוצאת מהדגימה האחרת) אלקטרונים שמנותחים אז), המתועדים בעיקר בספרו של ארדן Elektronen-Übermikroskopie (1940). התקדמות נוספת בבניית מיקרוסקופי אלקטרונים התעכבה במהלך מלחמת העולם השנייה, אך קיבלה תנופה בשנת 1946 עם המצאת הסטיגמטור, שמפצה על אסטיגמציה של העדשה האובייקטיבית, שלאחריה הפך הייצור נפוץ יותר.
מיקרוסקופ האלקטרוני ההעברה (TEM) יכול להציג דגימות בעובי של עד מיקרומטר. מיקרוסקופים אלקטרוניים בעלי מתח גבוה דומים ל- TEMs אך עובדים במתחים גבוהים בהרבה. מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק (SEM), בו קרן אלקטרונים נסרקת על פני חפץ מוצק, משמש לבניית תמונה של פרטי מבנה השטח. מיקרוסקופ האלקטרונים הסרוק הסביבתי (ESEM) יכול ליצור תמונה סרוקה של דגימה באטמוספרה, שלא כמו ה- SEM, והוא ניתן לחקר דגימות לחות, כולל כמה אורגניזמים חיים.
שילובי טכניקות הולידו את המיקרוסקופ האלקטרוני להעברת סריקה (STEM), המשלב את השיטות של TEM ו- SEM, ואת המיקרו-אנליזר האלקטרוני-בדיקה, או מנתח המיקרופוברה, המאפשר ניתוח כימי של הרכב החומרים שיש לבצע בעזרת קרן האלקטרונים המתרחשת כדי לעורר את הפליטה של קרני רנטגן אופייניות על ידי היסודות הכימיים בדגימה. צילומי רנטגן אלה מתגלים ומנותחים על ידי ספקטרומטרים המובנים בכלי. מנתחי המיקרופארב מסוגלים לייצר תמונת סריקת אלקטרונים כך שניתן יהיה לתאם בקלות בין מבנה והרכב.
סוג אחר של מיקרוסקופ אלקטרונים הוא המיקרוסקופ פליטת שדות, שבו משתמשים בשדה חשמלי חזק לשאיבת אלקטרונים מחוט המוצב בצינור קרן קתודית.
