電子顕微鏡と使用

電子顕微鏡は、非常にエネルギーのある電子ビームを使用して、非常に詳細な観察のために電子拡大画像を生成します。それらは、通常の光顕微鏡よりもはるかに高い倍率能力を持ち、最大200万回拡大します。それらは、多くの業界で世界中の研究者によって広く使用されており、多くの継続的な科学的発展と発見に不可欠です。

1. 背景と使用

   • 電子顕微鏡は、生物学的材料と無機材料の両方を拡大することができ、一般的に細胞、微生物、金属、結晶、生検サンプルを調べるために使用されます。ただし、サンプルは真空で表示する必要があり、通常は非常に薄く、染料で染色されています。このタイプの顕微鏡は、形態、結晶学的情報、構成情報、地形などの標本に関するさまざまな情報を明らかにすることができます。細胞の小さな詳細を研究することが可能です。電子顕微鏡は、材料研究だけでなく、医療および生物学的分野の貴重なツールです。ほぼすべての科学分野は、電子顕微鏡を利用できます。それらは、生物学、医学、化学、および法医学で最も一般的に使用されています。

   透過電子顕微鏡

   • 電子顕微鏡の元の形態である透過電子顕微鏡（TEM）は、電子の高電圧ビームを使用して標本の画像を作成します。電子ガンによって放出される電子は、部分的に透明な標本を介して加速され、焦点を合わせ、伝達されます。その後、ビームは標本から出現し、拡大が発生する場所で情報を対物レンズに運びます。画像の写真記録は、フィルムをビームに直接さらすことでも発生する可能性があります。 TEMは、粒子のサイズ、形状、配置を含む形態に関する情報を生成できます。また、原子の配置やその順序の程度などの結晶学的情報、および数ナノメートルの小さい領域の元素と化合物または欠陥の相対比を含む構成情報も伝えることができます。 TEMは、延性、強度、反応性、融点、硬度、導電率、および電気的特性を判断するのに役立ちます。

   走査電子顕微鏡

   • 電子が画像全体を運ぶTEMとは異なり、スキャン電子顕微鏡（SEM）は、長方形の領域を横切る標本をスキャンする電子ビームを使用して画像を作成します。ラスタースキャンとして知られる電子ビームは、試験片の各ポイントをスキャンするため、エネルギーを失います。この失われたエネルギーは、熱、光、二次電子放出に変換されます。ディスプレイは、これらのさまざまな強度を、伝送ではなく表面プロセスに依存する画像にマッピングします。 SEMは解像度がわずかに低い画像を生成しますが、サイズが数センチメートルまではるかに大きな試験片のサンプルを一括して、3D形状の優れた表現を生成できます。 TEMと同様に、SEMは形態、組成、結晶学的情報に関する情報を中継することができます。ただし、20マイクロメートルを超える単結晶粒子の1マイクロメートルの領域と順序の領域での組成を見ることに限定されています。さらに、SEMは、地形、または表面の特徴とテクスチャに関する情報を数ナノメートルまで生成することもできます。