Samsetning rafeindasmásjáa
Samsetning rafeindasmásjár
Helstu þættirnir í eru:
Rafeindagjafi: Bakskaut sem losar frjálsar rafeindir og hringlaga rafskaut sem flýtir fyrir rafeindum. Spennamunurinn á bakskautinu og rafskautinu verður að vera mjög mikill, venjulega á milli þúsunda volta og 3 milljón volta.
Rafeind: Notað til að einbeita rafeindum. Almennt eru segullinsur notaðar og stundum eru rafstöðueigar linsur notaðar. Hlutverk rafeindalinsu er það sama og sjónlinsu í ljóssmásjá. Fókus sjónlinsu er fastur en hægt er að stilla fókus rafrænnar linsu, þannig að rafsmásjá hefur ekki hreyfanlegt linsukerfi eins og ljóssmásjá.
Tómarúm tæki: Tómarúm tæki sem notað er til að viðhalda lofttæmi í smásjá, þannig að rafeindir frásogast ekki eða beygjast á vegi þeirra.
Sýnarekki: Hægt er að setja sýnishornið stöðugt á sýnishornið. Að auki eru oft tæki sem hægt er að nota til að breyta sýninu (svo sem að færa, snúa, hita, kæla, teygja osfrv.).
Skynjari: Merki eða aukamerki sem notað er til að safna rafeindum. Hægt er að fá vörpun sýnis beint með rafeindasmásjá (TEM). Í þessari smásjá fara rafeindir í gegnum sýnið og því verður sýnið að vera mjög þunnt. Atómþyngd atóma sem mynda sýnið, spenna hröðunarrafeinda og æskileg upplausn ákvarða þykkt sýnisins. Þykkt sýnisins getur verið allt frá nokkrum nanómetrum upp í nokkrar míkron. Því hærri sem atómþyngdin er og því lægri sem spennan er, því þynnra verður sýnið að vera.
Með því að breyta linsukerfi hlutlinsunnar er hægt að stækka beint myndina af brennipunkti linsunnar. Úr þessu er hægt að fá rafeindabeygjumyndir. Með því að nota þessa mynd er hægt að greina kristalbyggingu sýnisins.
Í Energy Filtered Transmission Electron Microscope (EFTEM) mælir fólk hraðabreytingu rafeinda þegar þær fara í gegnum sýnið. Af þessu getum við ályktað um efnasamsetningu sýnisins, svo sem dreifingu efnaþátta innan sýnisins.
Þróunarnámskeið rafeindasmásjár
Árið 1931 breyttu M. Noel og E. Ruska frá Þýskalandi háspennu sveiflusjá með köldu bakskautafhleðslu rafeindagjafa og þremur rafeindalinsum og náðu myndum sem voru stækkaðar um meira en tíu sinnum. Þeir fundu upp rafeindasmásjá, sem staðfestir möguleika á stækkunarmynd með rafeindasmásjá. Árið 1932, eftir endurbætur Ruska, náði upplausnargeta rafeindasmásjáarinnar 50 nanómetrum, um það bil tífalt upplausnargeta ljóssmásjáarinnar á þeim tíma, og rauf upplausnarmörk ljóssmásjáarinnar. Þess vegna fór rafeindasmásjáin að fá athygli. Á fjórða áratug síðustu aldar notaði Hill í Bandaríkjunum astigmatizer til að jafna upp snúningsósamhverfu rafeindalinsunnar, sló í gegn í upplausn rafeindasmásjáarinnar og náði smám saman nútímalegu stigi. Í Kína tókst að þróa rafeindasmásjá með 3 nanómetra upplausn með góðum árangri árið 1958. Árið 1979 var stór rafeindasmásjá með 0,3 nanómetra upplausn þróuð.
Byggingarregla rafeindasmásjár
Rafeindasmásjáin samanstendur af linsuhylki, lofttæmikerfi og rafmagnsskáp. Linsuhólkurinn inniheldur aðallega íhluti eins og rafeindabyssu, rafeindalinsu, sýnishorn, flúrljómandi skjá og ljósmyndabúnað. Þessir íhlutir eru venjulega settir saman í dálk frá toppi til botns; Tómarúmskerfið samanstendur af vélrænni lofttæmisdælu, dreifingardælu, lofttæmisventil osfrv., og er tengt við linsuhólkinn í gegnum loftútdráttarrör; Rafmagnsskápurinn er samsettur af háspennurafalli, örvunarstraumsjafnara og ýmsum stillingar- og stýrieiningum.
Rafeindalinsan er mikilvægasti hlutinn í linsuhylki rafeindasmásjár. Það notar staðbundið raf- eða segulsvið sem er samhverft ás linsuhólksins til að beygja rafeindaferilinn í átt að ásinn til að mynda fókus. Hlutverk hennar er svipað og kúpt glerlinsa til að stilla ljósgeislann, svo það er kallað rafeindalinsa. Flestar nútíma rafeindasmásjár nota rafsegullinsur, sem einbeita sér að rafeindum með sterku segulsviði sem myndast af stöðugum DC örvunarstraumi sem flæðir í gegnum spólu með skautskóm.
Rafeindabyssan er íhlutur sem samanstendur af heitu bakskauti með wolframvír, hliðarskauti og bakskauti. Það getur sent frá sér og myndað rafeindageisla með jöfnum hraða, þannig að stöðugleiki hröðunarspennunnar þarf að vera ekki minni en 1/10000.
