さまざまな種類の電子顕微鏡

電子顕微鏡は、電子の集中梁を利用して、標的標本の高解像度画像を作成します。光顕微鏡は光子の波長による倍率で制限されていますが、電子顕微鏡は電子のはるかに小さな波長によって制限されるため、倍率は0.05近くのナノメートルに達します。電子顕微鏡には4つの主要なタイプがあり、それらはすべて、標本から記録された反射エネルギーのタイプによってほぼ削除される可能性があります。

1. 歴史

   • 最初の電子顕微鏡である透過電子顕微鏡は、1931年にドイツのエンジニアであるマックス・ノールとエルンスト・ルスカによって構築されました。元のプロトタイプは現在の光学顕微鏡よりも低い倍率を達成しました。電子顕微鏡の後続のすべての反復は、この元のプロトタイプに基づいています。

   透過電子顕微鏡（TEM）

   • 透過電子顕微鏡は、標本の薄いスライスを通過した後に電子ビームを記録することにより、画像を生成します。標本は銅線グリッドに配置され、通常、タングステンフィラメントを横切って高電圧を走らせることによって生成される電子ビームにさらされます。電子ビームはコンデンサーのレンズを通って移動し、標本を攻撃し、リンスクリーンに収集される前に客観的および射影レンズを介して続きます。あらゆる形態の電子顕微鏡と同様に、標的標本は、不要な電子散乱を引き起こす可能性のある水蒸気汚染を避けるために、真空で脱水し、分離する必要があります。 TEMは、すべての電子顕微鏡の最高倍率を生成します。

   走査電子顕微鏡（SEM）

   • スキャン電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡が最も広く使用されています。 TEMとは異なり、走査型電子顕微鏡は、標本の表面から跳ね返る二次または非弾性散乱電子を収集することにより、画像を生成します。一次電子ビームは、いくつかのコンデンサーレンズを通過し、コイルをスキャンし、標本の表面を伸ばす前に客観的なレンズを移動します。電子ビームは標本に衝突すると散乱し、二次電子検出器は散乱電子を収集します。その後、電子データはラスタースキャンして、かなりの深さの深さの表面画像を生成します。

   反射電子顕微鏡（REM）

   • 反射電子顕微鏡は、構造の観点からSEMと非常によく似た動作をします。ただし、REMは、一次電子ビームが標本表面を伸ばした後、後方散乱または伸長電子を収集します。反射電子顕微鏡は、コンピューター回路構造における標本表面の磁気ドメイン署名を画像化するために、スピン偏光低エルギー電子顕微鏡と最も一般的に結合しています。

   スキャン透過電子顕微鏡（STEM）

   • 従来のTEMのような透過透過型電子顕微鏡は、標本の薄いスライスに電子ビームを渡します。サンプルを通過した後に電子ビームに焦点を合わせる代わりに、ステムは事前にビームに焦点を合わせ、ラスタースキャンを介して画像を構築します。スキャン透過型電子顕微鏡は、電子エネルギー損失分光法や環状暗黒場顕微鏡などの分析マッピング技術に適しています。