Vad är ett elektronmikroskop?
Ett elektronmikroskop är en typ av mikroskop som använder elektroner snarare än fotoner - som ett konventionellt ljusmikroskop gör - för avbildning. Eftersom elektroner har en mycket mindre våglängd än fotoner ger de mycket större förstoring. Elektroner är de lilla "satelliterna" som kretsar kring atomkärnan och bär elektrisk laddning - dessa partiklar är så små att de i fysiken ofta modelleras som punkter. Ändå är ljusvågor mycket större, till exempel med en våglängd på cirka 500 nanometer för färgen grön.
De bästa optiska mikroskopen erbjuder endast cirka 2000X förstoring av ett prov, medan vissa elektronmikroskop kan förstora ett prov med 50 miljoner gånger; däremot är 2 miljoner gånger mer typisk. Detta fungerar till en upplösningsgräns på cirka 0,1 nanometer, vilket möjliggör observation av enskilda atomer på en yta. Elektronmikroskopet uppfanns 1931, då den första fungerande prototypen byggdes av Ernst Ruska och Max Knoll. Ruska tilldelades slutligen Nobelpriset i fysik (1986) för sin prestation.
Det finns fyra typer av elektronmikroskop, varvid de två första är de vanligaste: transmissionselektronmikroskop (TEM), skanningselektronmikroskop (SEM), reflektionselektronmikroskop (REM) och skanningselektronmikroskop (STEM).
Överföringselektronmikroskopet är elektronmikroskopet som det ursprungligen uppfanns. Med hjälp av ett prov som är halvgenomskinligt för elektroner avfyras en elektronstråle direkt genom provet. En mottagare på andra sidan mäter elektronens densitet vid varje enskild punkt och sammanställer dem till en gråskalabild. Detta är bilden av provet.
Ett avsökande elektronmikroskop har något mindre upplösning än ett TEM, men är fortfarande den mest populära variationen av elektronmikroskop. Som namnet antyder skannar ett avsökande elektronmikroskop en elektronstråle över provet. Istället för att analysera den ursprungliga strålen för information om sminket av provet, tar sensorer upp sekundära elektroner frigjorda från provets yta via excitation från primärstrålen. Detta offrar viss upplösning för en 3D-bild av provet. Detta är mer än värt att byta ut, och SEM är därför de mest populära elektronmikroskop.
De flesta skannande elektronmikroskop är mycket kostsamma att köpa och underhålla. De kräver en stabil högspänningskälla, en vakuumpump och kylspolar. Prover måste framställas, vanligtvis genom att belägga dem med ett tunt lager av ledande material såsom guld.