Hva er et elektronmikroskop?
Et elektronmikroskop er en type mikroskop som bruker elektroner i stedet for fotoner - som et vanlig lysmikroskop gjør - for avbildning. Fordi elektronene har en mye mindre bølgelengde enn fotoner, gir de mye større forstørrelse. Elektroner er de bittesmå "satellittene" som går i bane rundt atomkjernen og har elektrisk ladning - disse partiklene er så små at de i fysikk ofte modelleres som punkter. Likevel er lysbølger mye større, med en bølgelengde på rundt 500 nanometer for for eksempel fargen grønn.
De beste optiske mikroskopene tilbyr bare ca. 2000X forstørrelse av en prøve, mens noen elektronmikroskop kan forstørre en prøve med 50 millioner ganger; derimot er 2 millioner ganger mer typisk. Dette fungerer til en oppløsningsgrense på omtrent 0,1 nanometer, noe som gjør det mulig å observere individuelle atomer på en overflate. Elektronmikroskopet ble oppfunnet i 1931, da den første fungerende prototypen ble bygget av Ernst Ruska og Max Knoll. Ruska ble til slutt tildelt Nobelprisen i fysikk (1986) for sin prestasjon.
Det er fire typer elektronmikroskop, de to første er de vanligste: overføringselektronmikroskop (TEM), skanningselektronmikroskop (SEM), refleksjonselektronmikroskop (REM), og skanningsoverføringselektronmikroskop (STEM).
Overføringselektronmikroskopet er elektronmikroskopet slik det opprinnelig ble oppfunnet. Ved hjelp av en prøve som er halvgjennomsiktig for elektroner, blir en elektronstråle avfyrt direkte gjennom prøven. En mottaker på den andre siden måler tettheten av elektroner på hvert enkelt punkt og kompilerer dem til et gråtonebilde. Dette er bildet av prøven.
Et skannende elektronmikroskop har noe mindre oppløsning enn en TEM, men er fortsatt den mest populære varianten av elektronmikroskop. Som navnet tilsier, skanner et elektronisk mikroskop en elektronstråle over prøven. I stedet for å analysere den opprinnelige strålen for informasjon om sminke av prøven, henter sensorer sekundære elektroner frigjort fra overflaten av prøven via eksitasjon fra primærstrålen. Dette ofrer litt oppløsning for et 3D-bilde av prøven. Dette er mer enn verdt å bytte av, og SEM-er er følgelig de mest populære elektronmikroskopene.
De fleste skanne elektronmikroskop er svært kostbare å kjøpe og vedlikeholde. De krever en stabil høyspent strømkilde, en vakuumpumpe og kjølebatterier. Prøver må tilberedes, vanligvis ved å belegge dem med et tynt lag ledende materiale som gull.