elektronimikroskopioiden

Elektronimikroskopioiden laitteet käyttävät elektronien vuorovaikutusta näytteen kanssa kuvan muodostamiseen valon sijaan. Elektronien aallonpituus on huomattavasti lyhyempi kuin valon, mikä mahdollistaa korkeammat erotuskyvyn tasot ja tarkemman kuvan pienemmistä rakenteista. Järjestelmät vaativat korkean vakuumin, vahvat sähkömagneettiset linssit sekä näytteiden erityisvalmistelua.

Periaate on seuraavanlainen: elektronit lähetetään näytteen läpi tai niiden pinnan yli riippuen käytetystä menetelmästä. Vuorovaikutus näytteen atomeihin tuottaa kuvan, jonka muodostuminen perustuu elektronien kulkuun ja sirontaan. Linssien avulla elektronit ohjataan, fokusoidaan ja suurennetaan, ja kuvat tallennetaan erilaisilla detektoreilla.

Tyypit: Läpäisevä elektronimikroskooppi TEM kuvaa näytettä sen läpi ja tarjoaa erittäin korkean resoluution, alle noin 0,1 nanometriä joillakin laitteilla. Skannaava elektronimikroskooppi SEM skannaa näytteen pinnan ja tuottaa kolmiulotteisen pinnan kontrastin perusteella; se soveltuu erityisesti pintarakenteiden kartoitukseen. Skannausläpäisevä elektronimikroskooppi STEM yhdistää skannauksen ja läpäisevän kuvauksen piirteitä. Cryo-elektronimikroskopiaa (cryo-EM) käytetään erityisesti biologisten molekyylien rakenteiden tutkimiseen jäähdytettyinä suurien molekyylien säilyttämiseksi mahdollisimman lähellä luonnollista tilaa.

Sovellukset kattavat materiaalitieteen, nanoteknologian, metallurgian sekä biologia ja biotieteet. Näytteiden valmistelu ja rajoitukset huomioivat vaativat vakuumiolosuhteet, näytteiden herkkyyden säteilyvaurioille sekä korkeimmat kustannukset ja tilavaatimukset.