Hvad er et elektronmikroskop?
Et elektronmikroskop er en type mikroskop, der bruger elektroner snarere end fotoner - som et almindeligt lysmikroskop - til billeddannelse. Da elektroner har en meget mindre bølgelængde end fotoner, giver de meget større forstørrelse. Elektroner er de små “satellitter”, der kredser om atomkernen og bærer elektrisk ladning - disse partikler er så små, at de i fysik ofte modelleres som punkter. Alligevel er lysbølger meget større med for eksempel en bølgelængde på omkring 500 nanometer for farven grøn.
De bedste optiske mikroskoper tilbyder kun ca. 2000X forstørrelse af en prøve, mens nogle elektronmikroskoper kan forstørre en prøve med 50 millioner gange; derimod er 2 millioner gange mere typisk. Dette fungerer efter en opløsningsgrænse på ca. 0,1 nanometer, hvilket tillader observation af individuelle atomer på en overflade. Elektronmikroskopet blev opfundet i 1931, da den første fungerende prototype blev bygget af Ernst Ruska og Max Knoll. Ruska blev til sidst tildelt Nobelprisen i fysik (1986) for sin præstation.
Der er fire typer elektronmikroskop, de første to er de mest almindelige: transmissionselektronmikroskop (TEM), scanningselektronmikroskop (SEM), reflektionselektronmikroskop (REM) og scanningsoverførselselektronmikroskop (STEM).
Transmissionselektronmikroskopet er elektronmikroskopet, som det oprindeligt blev opfundet. Ved hjælp af en prøve, der er halvtransparent for elektroner, fyres en elektronstråle direkte gennem prøven. En modtager på den anden side måler tætheden af elektroner på hvert enkelt punkt og samler dem til et gråtonebillede. Dette er billedet af prøven.
Et scannende elektronmikroskop har noget mindre opløsning end et TEM, men er stadig den mest populære sort af elektronmikroskop. Som navnet antyder, scanner et elektronisk mikroskop en elektronstråle over prøven. I stedet for at analysere den originale stråle for information om sammensætningen af prøven, henter sensorer sekundære elektroner frigivet fra prøveoverfladen via excitation fra den primære stråle. Dette ofrer en vis opløsning for et 3D-billede af prøven. Dette er mere end værd at udveksle, og SEM'er er følgelig de mest populære elektronmikroskoper.
De fleste scannende elektronmikroskoper er meget dyre at købe og vedligeholde. De kræver en stabil højspændingskilde, en vakuumpumpe og kølespiraler. Prøver skal fremstilles, normalt ved at belægge dem med et tyndt lag ledende materiale, såsom guld.