Un microscop electronic este un tip de microscop care utilizează electroni mai degrabă decât fotoni – așa cum o face un microscop cu lumină convențional – pentru imagistica. Deoarece electronii au o lungime de undă mult mai mică decât fotonii, ei oferă o mărire mult mai mare. Electronii sunt „sateliți” minusculi care orbitează în jurul nucleului atomic și poartă sarcină electrică – aceste particule sunt atât de mici încât în fizică sunt adesea modelate ca puncte. Cu toate acestea, undele luminoase sunt mult mai mari, cu o lungime de undă de aproximativ 500 de nanometri pentru culoarea verde, de exemplu.
Cele mai bune microscoape optice oferă doar o mărire de aproximativ 2000X a unei probe, în timp ce unele microscoape electronice pot mări o probă de 50 de milioane de ori; în schimb, de 2 milioane de ori este mai tipic. Aceasta funcționează la o limită de rezoluție de aproximativ 0.1 nanometri, permițând observarea atomilor individuali pe o suprafață. Acest microscop a fost inventat în 1931, când primul prototip funcțional a fost construit de Ernst Ruska și Max Knoll. Ruska a primit în cele din urmă Premiul Nobel pentru Fizică (1986) pentru realizarea sa.
Există patru tipuri de aceste microscoape, primele două fiind cele mai comune: microscopul electronic cu transmisie (TEM), microscopul electronic cu scanare (SEM), microscopul electronic cu reflexie (REM) și microscopul electronic cu transmisie cu scanare (STEM).
TEM este microscopul electronic așa cum a fost inventat inițial. Folosind o probă care este semi-transparentă pentru electroni, un fascicul de electroni este emis direct prin eșantion. Un receptor de pe cealaltă parte măsoară densitatea electronilor în fiecare punct individual și îi compilează într-o imagine în tonuri de gri. Aceasta este imaginea probei.
Un SEM are o rezoluție ceva mai mică decât un TEM, dar este încă cel mai popular tip. După cum sugerează și numele, acest microscrop scanează un fascicul de electroni peste eșantion. În loc să analizeze fasciculul inițial pentru informații despre alcătuirea probei, senzorii preiau electroni secundari eliberați de pe suprafața probei prin excitarea fasciculului primar. Acest lucru sacrifică o anumită rezoluție pentru o imagine 3D a eșantionului. Acesta merită mai mult decât schimbul…
Majoritatea microscoapelor electronice cu scanare sunt foarte costisitoare de cumpărat și întreținut. Acestea necesită o sursă stabilă de electricitate de înaltă tensiune, o pompă de vid și bobine de răcire. Probele trebuie pregătite, de obicei prin acoperirea lor cu un strat subțire de material conductiv, cum ar fi aurul.